[논문]가축분뇨 자원화 처리시 수질오염물질 삭감율 산정 연구

어성욱

doi:10.15681/kswe.2017.33.6.722

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Livestock manure is known to be the main cause of non-point pollution in agricultural areas. The pollutant reduction ratio of livestock manure recycling to fertilizers was measured in order to analyze the effect on the water quality of the Total Maximum Daily Load (TMDL) system in Korea. The reducti...

Livestock manure is known to be the main cause of non-point pollution in agricultural areas. The pollutant reduction ratio of livestock manure recycling to fertilizers was measured in order to analyze the effect on the water quality of the Total Maximum Daily Load (TMDL) system in Korea. The reduction ratio has been applied by theoretical consideration without a survey, and there is no value for Total Organic Carbon (TOC) newly introducing any organic items. The reduction ratio of each pollutant from this study was revealed as follows: TOC, BOD, T-N and T-P were 0.34, 0.60, 0.37, and 0.42 for individual farm and 0.38, 0.61, 0.45 and 0.44 for entrustment facilities, respectively. The reduction ratio of individual farm was surveyed as TOC 0.63, BOD 0.62, T-N 0.42 and T-P 0.32 for liquid fertilizer, and TOC 0.30, BOD 0.64, T-N 0.40 and T-P 0.48 for compost. The total reduction ratio was derived by multiplying the ratio for liquid fertilizer and compost by the respective load. Compared to the pollutant reduction ratio of the individual farm with entrustment facilities marking the higher in liquid fertilizer and the lower in compost. Through this study, we found the difference of pollutant reduction ratio between a livestock manure recycling process and facilities. Although phosphorus is known as a preservative matter, the treatment efficiency of T-P is analyzed to decrease by chemical precipitation.

주제어

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문제 정의

본 연구는 수질오염 총량제에 적용되는 가축분뇨 자원화 비율의 적정성 분석과 새롭게 도입되는 유기물 항목인 TOC의 값을 결정하고 이를 토대로 수계의 유기물질 및 영양물질 관리를 위한 기초자료의 제공을 위해 수행되었다.

제안 방법

개별자원화시설 15개소와 위탁자원화시설 20개소를 대상으로 가축 분뇨 자원화 처리 전·후에 대한 유량, 수질, 부하량을 조사·분석하여 각 시설에 대한 액비와 퇴비 자원화 처리비를 구분하여 산정하였다. 개별자원화시설의 액비 자원화처리비는 TOC, BOD, T-N, T-P 각각에 대하여 0.
농장에서 발생된 가축분뇨 원수를 전처리 과정인 고액분리전과 고액분리후로 나누어 TOC, BOD, SS, T-N, T-P 에 대해 분석하였으며 최종 자원화 생성물인 액비와 퇴비에 대하여도 동일하게 분석하였다. 생산된 퇴비는 팽화제의 영향을 고려한 경우와 팽화제를 제외한 상태의 시료로 구분하여 분석하였다.
2, T-P 0 으로 제시하고 있다. 본 연구에서는 이들 수치의 근거 자료를 제시하기 위하여 돈분 액비, 돈분 퇴비 그리고 한우 및 젖소의 퇴비화 처리비를 각각 조사하였으며, 현 지침과 비교 하는 단일화된 평균자원화처리비는 양돈 농가의 경우 퇴비와 액비의 각각 처리비를 처리 부하비율에 따라 산정 하였고, 퇴비 자원화비에 한우, 젖소의 자원화비를 포함하여 결정하였다. 전체평균 자원화비는 TOC 0.

대상 데이터

한우와 젖소 등 소 사육농가는 상대적으로 분뇨의 함수율이 낮음에 따라 우사 바닥 깔짚 방식으로 분뇨를 퇴비화 하고 여기서 저장된 분뇨를 정기적으로 퇴비장(저장소)에 배출한다. 축산 개별 자원화 시설에 대한 조사는 양돈농가(퇴비, 액비 생산시설) 10개소, 한우와 젖소 사육 농가(퇴비생산시설) 5개소를 조사하였고, 조사 지점 선정을 위해 지자체 및 관련단체의 협조를 받아 후보 조사지점들에 대한 정보를 수집한 후 2016년 5월에서 10월까지 6개 월간 각각 4회씩 방문 조사 및 분석을 위한 현장 시료채취를 수행하였다. 개별자원화시설 조사지점들의 돈사 규모 는 1,000두 이상 규모의 돼지 사육 농가로 모두 허가대상 시설이다.

이론/모형

시료의 분석방법은 수질오염공정 시험기준(ME, 2015b)을 따랐으며, TOC는 고온연소산화법을 적용하였다. 고액분리 고형물과 퇴비는 폐기물 분석방법(ME, 2015c)으로 분석하였고 TOC 와 T-N은 수질오염공정시험 기준의 퇴적물분석법에 따라 분석하였다
생산된 퇴비는 팽화제의 영향을 고려한 경우와 팽화제를 제외한 상태의 시료로 구분하여 분석하였다. 시료의 분석방법은 수질오염공정 시험기준(ME, 2015b)을 따랐으며, TOC는 고온연소산화법을 적용하였다. 고액분리 고형물과 퇴비는 폐기물 분석방법(ME, 2015c)으로 분석하였고 TOC 와 T-N은 수질오염공정시험 기준의 퇴적물분석법에 따라 분석하였다

성능/효과

자원화 처리비 중 퇴비 자원화와 액비 자원화 시설을 구분하여 평가하여야 하나 현재의 지침은 통합된 자원화비로 제시되고 있다. 퇴비 시설의 자원화 처리비는 위탁시설이, 액비시설의 자원화 처리비는 개별 처리시설이 효율이 더 높게 나타나며 전체 자원화 처리비는 위탁시설이 다소 높은 것으로 나타나고 있다.

후속연구

, 2010). 이 가설이 적정 하다면 현재 대청호의 녹조 저감을 위해서는 우선적으로 축산계와 토지계 발생 및 배출 부하에 대한 적정성을 검토하고 이들에 대한 저감 대책을 수립하여야 할 것이다. 대청호에서 녹조 발생이 가장 심한 소옥천유역의 수질오염총량제 시행평가 자료에 의하면 대상 지역인 금본 F 지역의 T-P 발생 부하는 축산계가 1,089 kg/일, 토지계 153 kg/일, 생활계 107 kg/ 일, 산업계 25 kg/일, 양식계 3.
7%로 나타나고 있다(Chungcheongbuk-do, 2015). 한편 우리나라의 가축분뇨 처리 통계(ME, 2015a)를 보면 전체 발생량의 90% 이상이 퇴액비화 등 자원화로 처리되어 농지에 살포되고 있는바 가축분뇨 퇴액비의 발생량과 성상에 대한 정확한 자료가 획득되어야만 수계로 전달되는 가축분뇨기인 유기물질 및 영양물질의 범위가 파악될 것이며 이를 통해 녹조 방지 대책의 수립이 가능할 것이다.

질의응답

핵심어	질문	논문에서 추출한 답변
	위탁자원화 시설은 어디에서 운영하는가?	위탁자원화 시설은 개별 농가의 발생 가축분뇨를 수거하여 퇴, 액비의 자원화로 처리하는 시설을 말하는데 농, 축협 및 자원화 기업에서 운영하고 있다. 지자체가 직접 또는 위탁 운영하는 ‘공공처리시설’과 구분하여 ‘공동자원화 시설’이라 부르기도 하는데 현재 국내 운영 중인 위탁 자원화 시설은 총 75개소로 이중 58개소는 액비와 고형분 처리를 위한 퇴비화 시설을 갖추고 있는데 액비 6,034 톤/일, 퇴비 2,125 톤/일의 시설 용량을 갖추고 있다.
	위탁자원화 시설은 총 몇 개소인가?	위탁자원화 시설은 개별 농가의 발생 가축분뇨를 수거하여 퇴, 액비의 자원화로 처리하는 시설을 말하는데 농, 축협 및 자원화 기업에서 운영하고 있다. 지자체가 직접 또는 위탁 운영하는 ‘공공처리시설’과 구분하여 ‘공동자원화 시설’이라 부르기도 하는데 현재 국내 운영 중인 위탁 자원화 시설은 총 75개소로 이중 58개소는 액비와 고형분 처리를 위한 퇴비화 시설을 갖추고 있는데 액비 6,034 톤/일, 퇴비 2,125 톤/일의 시설 용량을 갖추고 있다. 나머지 17 개 소는 퇴비화 공정만을 운영하고 있다.
	위탁자원화 시설이란?	위탁자원화 시설은 개별 농가의 발생 가축분뇨를 수거하여 퇴, 액비의 자원화로 처리하는 시설을 말하는데 농, 축협 및 자원화 기업에서 운영하고 있다. 지자체가 직접 또는 위탁 운영하는 ‘공공처리시설’과 구분하여 ‘공동자원화 시설’이라 부르기도 하는데 현재 국내 운영 중인 위탁 자원화 시설은 총 75개소로 이중 58개소는 액비와 고형분 처리를 위한 퇴비화 시설을 갖추고 있는데 액비 6,034 톤/일, 퇴비 2,125 톤/일의 시설 용량을 갖추고 있다.

참고문헌 (14)

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Eghball, B., Power, J. F., Gilley, J. E., and Doran, J. W. (1997). Nutrient, Carbon, and Mass Loss During Composting of Beef Cattle Feedlot Manure, Journal of Environmental Quality, 26(1), 189-193.

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Frederick, C. M. Jr., Pecchia, J. A., Rigot, J., and Keener, H. M. (2004). Mass and Nutrient Losses During the Composting of Dairy Manure Amended with Sawdust or Straw, Compost Science & Utilization, 12(4), 323-334.

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National Institute of Environmental Research(NIER). (2016). A Base Study on Total Water Pollutants Load Management for Nonbiodegradable Matters(TOC) Control-Focused on relevant coefficients to determine the discharge loads of each contaminant sources-, 11-1480523-002805-01, 41-94. [Korean Literature]
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Thompson, S. A., Ndegwa, P. M., Merka, W. C., Webster A. B. (2001). Reduction in Manure Weight and Volume Using an in House Layer Manure Composting System Under Field Conditions, Journal of Applied Poultry Research, 10(3), 255-261.

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