49. 고액분리에 따른 양돈분뇨 슬러리의 양분저감 특성

김수량,강택원,김하제,조진현,이명규 한국초지조사료학회 2019 한국초지조사료학회 학술대회논문집 Vol.2019 No.06

A-42 : 국내 양돈분뇨 부숙액비의 비료성분 특성 조사

김수량,전상준,홍인기,김하제,양혁수,최동윤,곽정훈,김동균,이명규 한국폐기물자원순환학회(구 한국폐기물학회) 2013 한국폐기물자원순환학회 추계학술발표논문집 Vol.2013 No.-

가축분뇨에는 질소(N)를 비롯한 인산(P2O4), 칼리(K2O) 등 3대 비료성분과 유기물, 기타 작물생육에 필요한 각종 미량물질이 다량 함유되어 있으며, 토양개량제 역할도 함께 담당하여 자원으로 활용할 경우 토양환경 개선과 자연순환 친환경농업 추진이 가능하다. 농촌진흥청 비료관리법 “비료공정규격” 중 “가축분뇨 발효액”은 최소등급만을 제시하고 있어, 공동자원화센터 및 액비유통센터를 통해 생산·유통되는 액비의 품질은 균일하지 않은 실정이다. 향후 가축분뇨의 고품질 액비를 유통하기 위한 “액비품질인증제(LFQC: Liquid Fertilizer Quality Certification)” 의 구축을 위해서는 실제로 현장에서 생산·유통되고 있는 액비품질조사가 선행되어야 한다. 본 연구에서는 2013년, 국내 가축분뇨 공동자원화센터 및 액비유통센터 약 180여 개소를 대상으로 한 액비 부숙도평가를 통해 채취된 액비샘플을 조사하였다. 액비샘플은 1차적으로 액비 부숙도판정기에 의해 부숙도판정이 완료되었으며, 이때 ‘부숙’ 판정된 액비 중 46개의 액비를 선별하여 비효성분 및 이화학적 성상을 분석하고, 액비의 성분 균일도 등의 특성을 조사하였다. 액비샘플의 비효성분 등 이화학적 성상 평균은 TKN 846 mg/L, org-N 360 mg/L, NH4-N 316 mg/L, NO3-N 170 mg/L, P2O4 439 mg/L, K2O 3,013 mg/로 나타났으며, 중금속의 경우 As 불검출, Cd 0.02 mg/kg, Hg 불검출, Pb 0.05 mg/kg, Cr 0.22 mg/kg, Cu 7.98 mg/kg, Ni 0.44 mg/kg, Zn 23.58 mg/kg로 조사되었다.

국내 양돈분뇨 부숙액비의 비료성분 특성 조사

김수량,김동균,전상준,홍인기,김하제,양혁수,이명규,최동윤,곽정훈 한국폐기물자원순환학회 2013 한국폐기물자원순환학회 학술대회 Vol.2013 No.2

가축분뇨에는 질소(N)를 비롯한 인산(P₂O₄), 칼리(K₂O) 등 3대 비료성분과 유기물, 기타 작물생육에 필요한 각종 미량물질이 다량 함유되어 있으며, 토양개량제 역할도 함께 담당하여 자원으로 활용할 경우 토양환경 개선과 자연순환 친환경농업 추진이 가능하다. 농촌진흥청 비료관리법 “비료공정규격” 중 “가축분뇨 발효액”은 최소등급만을 제시하고 있어, 공동자원화센터 및 액비유통센터를 통해 생산・유통되는 액비의 품질은 균일하지 않은 실정이다. 향후 가축분뇨의 고품질 액비를 유통하기 위한 “액비품질인증제(LFQC: Liquid Fertilizer Quality Certification)” 의 구축을 위해서는 실제로 현장에서 생산․유통되고 있는 액비품질조사가 선행되어야 한다. 본 연구에서는 2013년, 국내 가축분뇨 공동자원화센터 및 액비유통센터 약 180여 개소를 대상으로 한 액비 부숙도평가를 통해 채취된 액비샘플을 조사하였다. 액비샘플은 1차적으로 액비 부숙도판정기에 의해 부숙도판정이 완료되었으며, 이때 ‘부숙’ 판정된 액비 중 46개의 액비를 선별하여 비효성분 및 이화학적 성상을 분석하고, 액비의 성분 균일도 등의 특성을 조사하였다. 액비샘플의 비효성분 등 이화학적 성상 평균은 TKN 846 mg/L, org-N 360 mg/L, NH₄-N 316 mg/L, NO₃-N 170 mg/L, P₂O₄ 439 mg/L, K₂O 3,013 mg/로 나타났으며, 중금속의 경우 As 불검출, Cd 0.02 mg/kg, Hg 불검출, Pb 0.05 mg/kg, Cr 0.22 mg/kg, Cu 7.98 mg/kg, Ni 0.44 mg/kg, Zn 23.58 mg/kg로 조사되었다.

특별세션 2 : 폐자원에너지화 특성화 대학원사업 성과발표회 <학술논문 포스터 발표> ; PO36 : 국내 양돈분뇨 부숙액비의 비료성분 특성 조사

김수량,전상준,홍인기,김하제,양혁수,최동윤,곽정훈,김동균,이명규 한국폐기물자원순환학회(구 한국폐기물학회) 2013 한국폐기물자원순환학회 심포지움 Vol.2013 No.4

가축분뇨에는 질소(N)를 비롯한 인산(P2O4), 칼리(K2O) 등 3대 비료성분과 유기물, 기타 작물생육에 필요한 각종 미량물질이 다량 함유되어 있으며, 토양개량제 역할도 함께 담당하여 자원으로 활용할 경우 토양환경 개선과 자연순환 친환경농업 추진이 가능하다. 농촌진흥청 비료관리법 “비료공정규격” 중 “가축분뇨 발효액”은 최소등급만을 제시하고 있어, 공동자원화센터 및 액비유통센터를 통해 생산·유통되는 액비의 품질은 균일하지 않은 실정이다. 향후 가축분뇨의 고품질 액비를 유통하기 위한 “액비품질인증제(LFQC: Liquid Fertilizer Quality Certification)” 의 구축을 위해서는 실제로 현장에서 생산·유통되고 있는 액비품질조사가 선행되어야 한다. 본 연구에서는 2013년, 국내 가축분뇨 공동자원화센터 및 액비유통센터 약 180여 개소를 대상으로 한 액비 부숙도평가를 통해 채취된 액비샘플을 조사하였다. 액비샘플은 1차적으로 액비 부숙도판정기에 의해 부숙도판정이 완료되었으며, 이때 ‘부숙’ 판정된 액비 중 46개의 액비를 선별하여 비효성분 및 이화학적 성상을 분석하고, 액비의 성분 균일도 등의 특성을 조사하였다. 액비샘플의 비효성분 등 이화학적 성상 평균은 TKN 846 mg/L, org-N 360 mg/L, NH4-N 316 mg/L, NO3-N 170 mg/L, P2O4 439 mg/L, K2O 3,013 mg/로 나타났으며, 중금속의 경우 As 불검출, Cd 0.02 mg/kg, Hg 불검출, Pb 0.05 mg/kg, Cr 0.22 mg/kg, Cu 7.98 mg/kg, Ni 0.44 mg/kg, Zn 23.58 mg/kg로 조사되었다.

혐기소화액의 고온호기산화 공정 적용에 관한 연구

김수량,김하제,조슈아 나이젤 할더,이지혜,신명철,김태하,이명규,Kim, Soo-Ryang,Kim, Ha-Je,Nizel, Halder Joshua,Rhee, Ji-Hae,Shin, Myoung-Chul,Kim, Tae-Ha,Lee, Myung-Gyu 한국축산환경학회 2015 한국축산시설환경학회지 Vol.21 No.1

We studied the possibility on the application of the Thermophilic Aerobic Oxidation (TAO) process to anaerobic digestate stabilization. In treating digestate with TAO reactor the internal temperature of the reactor was increasing higher and $51^{\circ}C$ and over was maintained after 6 days on. The physiochemical compositions of liquids increased from pH 8.1 to 9.8 and EC decreased from 29.8 to 12.0 mS/cm in treating process of digestate with TAO reactor. CODcr decreased from 22,654 to 18,843 mg/L, showed about 16.82% of remove efficiency. TN and $NH_4-N$ decreased from 4,813 to 1,733 mg/L, from 3,815 to 812 mg/L respectively, which showed about 64.0% and 78.7% of removal efficiency respectively.

양돈농가의 돈분뇨 액비화 처리 우수사례 실태조사

김수량,전상준,홍인기,김동균,이명규,Kim, Soo-Ryang,Jeon, Sang-Joon,Hong, In-Gi,Kim, Dong-Kyun,Lee, Myung-Gyu 한국축산환경학회 2012 축산시설환경학회지 Vol.18 No.2

본 연구에서 조사된 일부 선도적인 양돈농가에서는 설치 운영하는 호기적 액상발효 공정은 대부분의 농가가 공정별 설계인자 및 물리 화학적인 성분변화의 특성보다는 경험적인 운영을 토대로 액비를 생산하고 있는 것을 알 수 있었다. 김 등의 조사연구에 따르면 가축분뇨의 발생단계인 분뇨수거방식은 현재 국내 돈사의 70% 이상이 슬러리 형태로 분뇨가 배출되고 있는 것으로 보고되고 있다. 양돈분뇨의 수거방식과 배출형태가 대부분 슬러리라는 사실은 양돈분뇨의 적정처리에 의한 환경오염 차단과 자원화 이용과정에 적용될 각종 공법 및 시스템 적용이 돈사 슬러리부터 집중 관리해야 함을 시사한다. 이처럼 가축분뇨 액비화의 적정처리에 있어서는 발생단계 뿐만 아니라 액비가 토양에 환원되기 직전까지의 모든 과정이 전반적으로 고려되어야 한다. 본 연구의 조사대상 농가의 가축분뇨 액비화 운영에 있어서 핵심적으로 구분 할 수 있는 단계를 주요사항 별로 구분하여 Table 8에 나타내었다. 가축분뇨 액비화 처리에 있어서 고액분리 단계의 경우 고액분리 방식과 효율에 따라 BOD (생물학적산소요구량), COD (화학적산소요구량), VFA (휘발성지방산) 등의 제거율의 차이가 있는 것으로 보고되고 있으며, 이는 후단공정 즉 주발효조에서의 공기주입량의 산정, 공기공급방식, 발효기간 및 2차 발효 등 운영방식 결정에 주요한 요인이 될 수 있다. 이와 같이 액비가 생산되어 토양에 환원되기까지의 과정은 각각의 주요한 요소들이 유기적으로 연계되어 있으며, 농가 현장을 방문조사하고, 생산되는 액비를 비교 분석한 결과 액비화 공정에 있어서 필수적인 핵심적 단계를 도출 할 수 있었다. 이에 대한 주요내용은 다음과 같다. 1. 돈사 슬러리 관리 단계 돈사 슬러리는 혐기부패를 최대한 방지하며, 주요 악취물질인 $H_2S$, $NH_4$, VFAs의 생성을 억제하여야 한다. 돈사환경을 개선하기 위한 방법으로서는 부숙이 완전히 완료되어 유용미생물이 활성화된 액비를 돈사 세척수로 이용하거나, 슬러리 피트에 일부 투입하여 단순 저장일수를 처리일수로의 개념적 전환이 필요하다. 2. 고액분리 단계 일반적으로 BOD의 주요원인인 고농도의 유기물질은 대부분 분뇨의 고형성분에 포함되어 있기 때문에 물리적 처리공정인 고액분리 단계에서 최대한으로 제거하여 후단공정인 주발효조의 부하를 최소화 시킨다. 3. 발효처리-공기공급 단계 축산농가 마다 사료의 종류나 관리방법 등이 각기 다르므로 배출되는 슬러리의 성상을 파악하여 물질수지와 처리일수에 기초한 발효조 용량과 공기주입량의 산정이 필요하다. 또한 공기확산 및 막힘현상을 고려한 자동제어 장치나 발효조의 상태를 감시 제어하기 위한 인자로서 pH 및 산화환원전위 등을 실시간으로 모니터링 하는 것이 중요하다. 4. 발효처리-미생물, 반송 단계 일반점검 (온도, pH, 용존산소, 산화환원전위, 전기전도도 등)과 정밀점검 (BOD, COD, VFAs, SS, N, P 등)의 주기적인 점검을 통하여 미생물 생장에 알맞은 유입농도와 반송량을 결정하고 농가환경에 맞는 발효조 운전방식을 확립 할 필요가 있다. 5. 후숙처리-최종액비 단계 후숙조에서는 공기과잉 투입으로 인한 질소성분의 손실을 방지하고, 유용미생물을 이용하여 토양환원에 적합한 액비를 제조한다. 가스발생에 의한 작물생육 피해를 방지할 수 있는 액비 안정화 운전기술을 확립하고, 살포시기 The purpose of the study is to collect basis data for to establish standard administrative processes of liquid fertilizer treatment. From this survey we could make out the key point of each step through a case of effective liquid manure treatment system in pig house. It is divided into six step; 1. piggery slurry management step, 2. Solid-liquid separation step, 3. liquid fertilizer treatment (aeration) step, 4. liquid fertilizer treatment (microorganism, recirculation and internal return) step, 5. liquid fertilizer treatment (completion) step, 6. land application step. From now on, standardization process of liquid manure treatment technologies need to be develop based on the six steps process.

일본의 가축 폐사체 관리 현황 분석: 군마현의 화제장 (化製場) 운영사례를 중심으로

김수량,이명규 (사)한국축산환경학회 2021 한국축산시설환경학회지 Vol.23 No.2

The key to managing livestock carcasses in Japan can be summarized in (1) a ban on self-treatment (disposal) by farmers, (2) a regional management system by specialized organizations (subcontracting), and (3) a value-added strategy for by-products. And traditional methods of disposing of livestock carcasses are evolving towards advanced technologies, and the legal aspects (administrative factors) are also gradually tightened up. Due to the environmental conditions in South Korea, the management of livestock carcasses is challenging. Consequently, managing livestock carcasses on farms should be as simplified as possible. Furthermore, integrated management is required at the national level to prevent animal health problems and diseases on farms. In particular, the whole process of livestock carcass management (generation, storage, transportation, specialized organizations, resource recycling) should be monitored in a transparent system.

축산농가에서 사용 중인 악취 저감제의 유형 분석 및 환경개선제의 돈분뇨 in vitro 발효 평가

김수량,김명규,성하균 (사)한국축산환경학회 2021 한국축산시설환경학회지 Vol.23 No.2

This study was investigated characteristics and components of odor reducing agents used in livestock farms, and evaluate the efficacy of reducing odors in pig manure through in vitro fermentation. As a result of classification according to major components, microbial agents (71.3%), amino acid supplements (11.7%), composite type (6.1%), silicate supplements (4.9%), extract (2.8%), vitamin supplements (2.0%), and enzyme (1.0%) were investigated. The microbial agents (n=176) showed that Bacillus subtilis accounted for the highest percentage (106~1011 CFU/g). When the biological agents were evaluated an odor reduction efficacy, ammonia was reduced by 6.06, 29.38 and 15.49% of the control group in Treatment I (plant extracts), Treatment II (Bacillus subtilis-based complexes) and Treatment III (yeast and lactic acid bacteria complexes), respectively. When bacterial changes were observed during in vitro fermentation, total bacteria was increased 1.22∼4.02 × 109 CFU/g at the beginning of culture to 2.51 × 109~1.03 × 1010 CFU/g at the end of culture. Bacillus subtilis showed higher levels in Treatment I and Treatment II than the additive-free group and Treatment III. Lactobacillus sp. maintained higher levels in the additive group than the non-additive group. Yeast was not detected at the end of the culture. Livestock farms are using various odor reducing agents, and their effects vary depending on the characteristics of the products. Therefore, the understanding about odor generation in farms and characteristics of odor reducing agents should be prioritized for effective odor control.

제주지역 가축분뇨 공동자원화시설의 발효액비 및 여과액비 품질 평가

김수량,이수찬,정지원,박승현,홍성하,이병오,이덕배,이명규 (사)한국축산환경학회 2023 한국축산시설환경학회지 Vol.25 No.1

This study was conducted to evaluate the quality of LF (liquid manure fertilizer) and FLF (filtered liquid manure fertilizer) produced by LMPRC (livestock manure public resource center) in Jeju area. In this study, LF (n=7) and FLF (n=4) at LMPRC in Jeju area were collected from June to September 2022. The nutrient contents (nitrogen, phosphorus, and potassium), physicochemical properties, heavy metal contents, micronutrient contents, the population of Bacillus sp., and maturity degree were investigated. The physicochemical properties and heavy metal content in LF were as follows: TN 0.20%, P2O5 0.09%, K2O 0.28%, pH 8.12, EC 17.83 mS/cm, NaCl 0.18%, moisture content 98.23%, Pb 0.85 mg/kg, Cr 0.01 mg/kg, Cu 15.14 mg/kg, Ni 0.19 mg/kg, and Zn 64.08 mg/kg. The physicochemical properties and heavy metal content in FLF were as follows: TN 0.15%, P2O5 0.03%, K2O 0.26%, pH 7.56, EC 14.65 mS/cm, NaCl 0.17%, moisture content 99.16%, Pb 0.25 mg/kg, Cu 5.53 mg/kg, Ni 0.47 mg/kg, and Zn 0.20 mg/kg. No pathogenic bacteria (E. coli (O157:H7), Salmonella spp.) were detected in all samples, and maturity degree was evaluated as “mature”.

한우분뇨 퇴비의 품질 현황 분석

김수량,이수찬,정지원,박승현,홍성하,이병오,최현식,이명규 (사)한국축산환경학회 2023 한국축산시설환경학회지 Vol.25 No.1

This study analyzed 51 compost samples from Korean native cattle (Hanwoo) farms. The mean levels of N, P2O5, and K2O in Hanwoo manure composts were 1.05%, 1.09%, and 1.09%, respectively. The mean levels of NH4-N, NO3-N, and NH4-N/NO3 –N ratio were 831 mg/kg, 685 mg/kg, and 1.78, respectively. The average organic matter, moisture, and NaCl contents were 32.82%, 54.32%, and 1.85%, respectively. The average heavy metal content in the Hanwoo manure compost was as follows: Pb 2.51 mg/kg, Cr 3.21 mg/kg, Cu 47.53 mg/kg, Ni 1.71 mg/kg, Zn 205.76 mg/kg. No pathogenic microorganisms were detected in all samples, and compost maturity was evaluated as “mature” (Germination Index 80).