돈분뇨슬러리 폭기시 담체 설치효과

정광화,조승희,곽정훈,김재환,정의수,정만순,강희설,Jeong, Kwang-Hwa,Choi, S.H.,Kwag, J.H.,Kim, J.H.,Jeong, E,S.,Jeong, M,S.,Kang, H.S. 한국축산환경학회 2010 축산시설환경학회지 Vol.16 No.3

본 시험은 돈분뇨 슬러리?l 액상처리효과를 증시키기 위하여 담체를 활용한 폭기조 운영조건 변화에 따른 처리효과를 측정하기 위한 목적으로 수행하였으며, 시험 결과는 다음과 같다. 1. BOD와 COD의 제거효율은 일반 관행폭기에 비해 담체 처리구에서 더 좋은 결과를 보였다. 담체 중에서도 섬유상 담체에서 그 제거율이 높았다. SS의 경우는 관행 폭기처리구보다 담체 적용구에서 그 변화정도가 적었다. 반면에 질소의 제거율은 담체 적용에 의해 뚜렷하게 개선되었다. 2. 슬러지 침강성과 농축성을 나타내는 SVI 값은 대조구에서 나타난 25%에 비해 담체 적용구가 높았으며 섬유상 담체적용구에서 45%의 가장 높은 감소정도를 보였다. 3. 관행 폭기구에서의 슬러지 발생량을 100으로 기준하여 볼 때 섬유담체에서 약 85% 정도의 슬러지 발생량을 보임으로써 각 처리구중에서 슬러지 발생량이 가장 적은 것으로 나타났다. 4. 담체를 적용한 경우 슬러지중의 휘발성 고형분 함량이 일반 관행 폭기구에서 발생한 슬러지보다 더 낮아지는 결과를 보였다. This study was performed to evaluate the removal effects of nutritive salts and organic pollutants in experimental aeration reactor for treatment of piggery slurry. In this study, three types of reactors were manufactured and operated. The fibrous media was equipped in one of three reactors. Another reactor was equipped with the siliceous media and the other reactor used as a control was equipped with typical aeration system only. Treatment efficacy of three types of reactors were evaluated according to the pollutants removal rate of the piggery slurry. The results obtained in this study are as follows : 1) In the reactor containing fibrous media, the removal efficiency of BOD, T-N and T-P was 11%, 13.9% and 21.2%, respectively. 2) In the reactor containing siliceous media, the removal efficiency of BOD, T-N and T-P was 6.9%, 25.3% and 47.8%, respectively. 3) In the reactor not containing media, the removal efficiency of BOD. T-N and T-P was 6.1%, 8.1.% and 23.6%, respectively. 4) Sludge accumulation in the reactor equipped with filamentous media was lower than that of other experimental reactors.

축분 퇴비화과정 중 특성변화와 축분퇴비 이용효과

정광화,강호,Jeong, Kwang-Hwa,Kang, Ho 유기성자원학회 2001 유기물자원화 Vol.9 No.1

경제적, 환경적 측면에서 볼 때 가축분뇨의 퇴비화는 생태계로의 유기성오염물의 직접적인 유출 위험성을 감소시킬 수 있는 저렴하고 안전한 방법이다. 본 연구에서는 가축분의 퇴비화와 관련한 세 가지 시험을 실시하였다. 시험 1은 저온기의 낮은 온도에 따른 퇴비단의 특성변화에 대한 연구를 목적으로 실시하였다. 저온에 노출된 대조구와 시험구의 퇴비화효과를 비교하기 위하여 시험구의 온도가 $35^{\circ}C$에 도달할 때까지 온풍을 공급하였다. 톱밥과 왕겨 그리고 볏짚을 수분조절재로 이용하였다. 퇴비화 기간중 퇴비단의 최고 온도는 톱밥과 왕겨, 볏짚 그리고 저온 노출구에서 각각 $75^{\circ}C$, $76^{\circ}C$, $68^{\circ}C$, $45^{\circ}C$에 달하였다. 퇴비화 기간동안 퇴비단의 수분함량과 산도, 탄질비 그리고 부피는 감소하였다. 시험 2는 작물에 의한 퇴비의 이용성을 구명하기 위하여 퇴비와 화학비료를 시용한 경작지에서 옥수수를 3년간 재배하였다. 옥수수의 수확량과 영양학적 가치를 분석하였다. 시험 1년 차에 퇴비를 시용한 구의 옥수수 수확량은 화학비료구에 비해 20%정도 적었다. 시험 2년 차에는 두 처리구 간에 차이가 없었다. 3년 차에는 퇴비구의 수확량이 더 많았다. 시험 3은 생물필터에 의한 가축분의 퇴비화시 발생되는 악취의 감소정도를 평가하기 위해 수행하였다. 톱밥, 분변토, 부숙퇴비 그리고 부엽토를 충진한 네 종류의 필터를 제작하여 시험하였다. 각각의 필터는 87~95%의 암모니아 제거율을 보였다. 이 효율은 10일 동안 유지되었다. 암모니아 최고 감소효율은 부엽토구에서 운용 1일째에 95%를 달성하였다. 분변토와 발효퇴비구의 암모니아 제거효과는 시험개시후 10일 동안 93~94%의 비슷한 수준을 보였다. 퇴비화시 발생된 황화수소와 멀캡턴 농도는 각각 $3{\sim}2mg/{\ell}$ 이하였으나 필터를 거친 후에는 검출되지 않았다. Composting of livestock feces is economic and safe process to decrease the possibility of direct leakage of organic pollutants to ecosystem from commercial and environmental point of view. This study was conducted with three different experiments related to composting of livestock feces. The purpose of experiment 1 was to investigate changes of characteristic of compost pile during composting period by low temperature in cold season. To compare composting effect of experimental compost pile and control pile exposed in cold air, experimental compost piles were warmed up by hot air until their temperatures were reached at $35^{\circ}C$. Sawdust, Ricehull and Ricestraw were mixed with livestock feces as bulking agent. The highest temperatures of compost pile during composting period were in sawdust, rice hull, rice straw, and control were $75^{\circ}C$, $76^{\circ}C$, $68^{\circ}C$, $45^{\circ}C$ respectively. Moisture content, pH, C/N and volume of compost were decreased during composting period. Experiment 2 was carried out to study utilization effect of compost by plant. A corn was cultivated for 3 years on fertilized land with compost and chemical fertilizer. The amount of harvest and nutrition value of corn were analyzed. In first year of trial, the amount of harvest of corn on land treated with compost was lower by 20% than that of land treated with chemical fertilizer. In second year, there was no difference in yield of com between compost and chemical fertilizer. In third year, the yield of com on land fertilized with compost was much more than that of land fertilized with chemical fertilizer. The purpose of experiment 3 was to estimate the decrease of malodorous gas originating from livestock feces by bio-filter. Four types of bio-filters filled with saw dust, night soil, fermented compost and leaf mold were manufactured and tested. Each bio-filter achieved 87-95% $NH_3$ removal efficiency. This performance was maintained for 10 days. The highest $NH_3$ removal efficiency was achieved by leaf mold on the first day of operation period. It reduced the concentration of $NH_3$ by about 95%. Night soil and fermented compost showed nearly equal performance of 93 to 94% for 10 days from the beginning of operation. The concentration of hydrogen sulfide and methyl mercaptan originating for compost were equal to or less than $3mg/{\ell}$ and $2mg/{\ell}$, respectively. After passing throughout the bio-filter, hydrogen sulfide and methyl mercaptan were not detected.

돼지분뇨슬러리의 액비조내 저장깊이별 고형물 및 질소, 인의 함량분포에 관한 연구

정광화,정의수,박치호,곽정훈,최동윤,유용희,Jeong, Kwang-Hwa,Chung, Eui-Soo,Park, Chi-Ho,Kwag, Jung-Hoon,Choi, Dong-Yoon,Yoo, Yong-Hee 한국축산환경학회 2006 축산시설환경학회지 Vol.12 No.3

본 연구는 돼지분뇨 슬러리의 액비화시 저장깊이(매 30m 깊이별)에 따른 액비의 수직 적층형 단면을 구분하여 각 단면별로 유기물 및 질소와 인의 농도변화 및 고형물의 분포 형태를 분석하여 액비의 수직 단면별 특성을 구명하고자 수행되었으며 주요 결과는 다음과 같다. 1. 침전깊이가 깊어짐에 따라 총고형물 농도는 증가하는 경향을 보인 반면에 총고형물중에 함유된 용해성 물질은 감소하였다. 2. 침전깊이별 오염물 농도는 깊이에 따라 증가하여 저장조 전체깊이 대비 약 70% 정도 내외에서 급격하게 증가하는 경향을 보였다. 3. 총질소와 총인 역시 침전깊이가 깊어짐에 따라 증가하는 결과를 보였는데, 이러한 경향은 총 인의 경우에 있어 더 뚜렷했고 질소의 농도변화는 상대적으로 적었다. 4. 저장 깊이가 깊어짐에 따라 Cr과 Ni 등의 함량도 증가하는 경향을 보였고 그 증가 경향치는 SS의 농도변화와 유사하였다. This paper describes the changes of characteristics of pig slurry according to storing depth. Most of the substances containing pollutants, such as were Management of manure and wastewater from animal confinement facilities is a critical factor for pollution control. With proper treatment processing method in both solid and liquid forms, it can be used as a fertilizer and soil conditioner. In Korea, liquid-manure handling system is very popular because its treatment and application is easy and labor saving. In the storage tank treatment, the period of fermentation process and solids-liquid separation averages six months and the supernatant liquid is being used as a fertilizer. In this study, the changes in chemical characteristics of pig slurry at varying depths of the storage tank were investigated. Results showed that the pH value of the fermented pig slurry was > 7, while the major pollutants such as BOD, SS, N and P were highest in the bottom of the tank. Therefore, the above findings proved that varying depths in the storage tank can influence the concentration of pollutants of the fermented pig slurry.

폭기형태가 돈분뇨 액비 부숙특성에 미치는 영향

정광화,김창현,이동현,최동윤,유용희,Jeong, Kwang-Hwa,Khan, Modabber Ahmed,Kim, Chang-Hyun,Lee, Dong-Hyun,Choi, Dong-Yoon,Yu, Yong-Hee 한국유기농업학회 2012 韓國有機農業學會誌 Vol.20 No.4

가축 분뇨 액비화 시설의 폭기효과 개선과 악취발산 감소효과를 동시에 달성하기 위한 목적으로 폭기방법이 돈분뇨 슬러리 액비 주요 부숙요인인 액비조내 슬러리의 혼합효율, 질소와 SS 그리고 냄새 발생정도에 미치는 영향을 분석하였다. 파일롯 시험조를 대상으로 한 폭기방법의 차이에 따른 혼합효과를 분석한 결과, 배관 내 혼합형 시험조의 교반 및 혼합효과가 더 높았다. 폭기방법별 처리효과 시험결과, 질소와 SS 모두 폭기가 진행됨에 따라 바닥층에서의 농도는 감소하고 반응조 상층부에서의 농도는 증가하는 경향을 보였다. 액비제조용 돈분뇨 슬러리 내에 녹아들어 간 용존산소 변화정도를 조사한 결과, 배관 내공기 혼합방식에 의한 용존산소농도가 더 높게 조사됨으로써 더 높은 산소전달 효율을 가지는 것으로 분석되었다. 바닥 고정식 공기공급 방식(A)과 배관 내 산소 혼합방식(B)에 의한 용존산소 농도는 큰 차이를 보였다. 반응조 A에서는 폭기 개시시 4.3mg/L 수준이었던 용존산소 농도가 30 분간 폭기한 후에 분석한 결과 7.0mg/L로 상승하였다. 반면에 반응조 B에서는 폭기 개시시 5.0mg/L 수준이던 용존산소 농도가 반응조 A와 동일한 폭기시간이 지난 후에 14.5mg/L로 상승함으로써 더 높은 산소전달 효율을 가지는 것으로 분석되었다. 현수식 폭기방법에 따른 용존산소 변화 정도는 바닥 고정식 공기공급 방식에서와 유사한 결과를 나타냈다. 슬러리 내부에서의 기포형성 정도를 비교하였을 때 배관 내 혼합형 방식에서 기포의 형성이나 상승 정도가 바닥 고정식 공기공급 방식에서보다 상대적으로 더 적었다. Three types of aeration system were installed in experimental liquid fertilization tanks to investigate the change of characteristics of pig slurry used as a raw material for making livestock liquid fertilizer. The aeration systems of the reaction tanks were composed of three major part: the air suppling part (blower), the air pipe part, and the air diffuser part. In the first tank (reactor A), the air was supplied from the bottom of the reaction tank through air pipe system connecting air diffuser with commercial ordinary blower. In the second tank (reactor B), the air diffuser was located 10cm above the bottom of the reactor. In the third tank (reactor C), the pure air was supplied with circulating pjg slurry. The oxygen content of pure air was about 90%. The pure air was mixed with pig slurry by mechanically in the air suppling part (blower) and the air pipe part. The agitation effect was highest in the reactor C than other reactors. The contents of SS, COD, T-N and T-P of each samples collected at middle part of all reactors were 8,500, 4,188, 694 and 422mg/L; 9,000, 4,247, 813 and 356mg/L; 8,667, 6,910, 973 and 269mg/L, respectively.

국내 가축분뇨 혐기소화시설 현황 및 운영실태 분석

정광화,김중곤,한덕우,곽정훈,Jeong, Kwang-Hwa,Kim, Jung-Gon,Han, Duk-Woo,Kwag, Jung-Hun 한국축산환경학회 2014 한국축산시설환경학회지 Vol.20 No.1

This study was conducted to survey and inspect the currently operating anaerobic digestion facilities for animal manure. Recently, the number of anaerobic digestion facility for livestock manure is on the rise thanks to growing interest in developing alternative energy. A anaerobic digestion system has been constructed in large scale farms or animal manure public resource center. Currently, most animal manure anaerobic digestion facilities in operation are producing biogas from the pig slurry which contains 97% water. Methane gas can be used to operate a engine generator which then produces electricity. Anaerobic digestate, a by-product of digestion, is mostly utilized as a liquid fertilizer after curing processing. Only in a few cases, it can be discharged after wastewater treatment process. The problem of anaerobic digestate treatment is the imbalance of C/N ratio. The content of N was too high to keep it into normal process.

돼지분뇨 슬러리 액비화시 폭기가 액비특성 및 슬러지 형성에 미치는 영향

정광화,이명규,김중곤,한덕우,곽정훈,Jeong, Kwang-Hwa,Khan, Modabber Ahmed,Lee, Myung-Gyu,Kim, Jung-Gon,Han, Duk-Woo,Kwag, Jung-Hun 한국축산환경학회 2013 한국축산시설환경학회지 Vol.19 No.1

Two types of reactors were set to investigate the change of characteristics of pig slurry by aeration during fertilization period. One system was equipped with air diffuser to supply oxygen to pig slurry for liquid fertilization, but there was no air diffuser in the other system. Air supply to the experimental systems was regulated by air flow meter. The reactors were set up in the laboratory to protect the pig slurry from external condition such as temperature and humidity changes. Maintaining optimal pH range in the experimental reactors is an important factor for liquid fertilization of pig slurry. In this study, pH ranges of aerobic reactor and anoxic reactor was 7.04~7.19 and 7.34~7.81, respectively. The temperature of aerobic reactors was $2{\sim}3^{\circ}C$ higher then indoor temperature. The amount of sludge accumulated at the bottom layer of non-aerated reactors was 4~5 times more than that of aerated reactors.

가축 분 퇴비화과정의 온도에 따른 잡초종자 발아억제 효과

정광화,김기용,이동준,이동현,곽정훈,Jeong, Kwang-Hwa,Kim, Ki-Yong,Lee, Dong-Jun,Lee, Dong-Hyun,Kwag, Jung-Hoon 한국초지조사료학회 2018 한국초지조사료학회지 Vol.38 No.4

본 연구는 퇴비단 내에서 소리쟁이 종자와 피 종자의 발아력 억제효과를 분석하기 위하여 염소 분 퇴비, 젖소 분 퇴비 그리고 한우 분 퇴비를 대상으로 하여 실험을 수행하였다. 소리쟁이 종자와 피 종자를 거즈에 싸서 퇴비단 내에 묻어놓고 1.5일, 3일, 10일, 20일 경과 후 종자를 회수한 뒤 발아력을 측정하였다. 실험 결과 소리쟁이 종자와 피 종자의 발아율은 가축 분의 종류와 퇴비화 방법에 관계없이 퇴비단의 온도와 직접적인 상관관계를 가지는 것으로 나타났다. 온도가 $60{\sim}70^{\circ}C$인 조건의 퇴비단에서 1.5일 동안 머무른 소리쟁이 종자와 피 종자는 발아력을 완전히 상실하였다. 반면에 퇴비단 최고 온도가 $51^{\circ}C$ 이하인 퇴비단에서는 소리쟁이 종자와 피 종자가 퇴비단 내에서 20일간 머무른 후에도 10 % 정도의 발아력을 유지하였다. 이상의 결과를 종합해보면, 소리쟁이 종자와 피 종자의 발아율을 억제하기 위해서는 가축 분 퇴비화단계에서 최소 $55^{\circ}C$ 이상의 온도를 3일 이상 유지하는 것이 좋다. 또한 퇴비단 온도가 $60{\sim}70^{\circ}C$ 정도 상승한다면 약 1.5일 정도 체류하는 것으로도 소리쟁이 종자와 피 종자의 발아력을 억제할 수 있을 것이다. 퇴비화 방법을 기준으로 보면, 호기적 퇴비화 방법이 퇴비단의 온도상승기간이 더 짧았다. 따라서 호기적 퇴비화방법을 적용하는 것이 소리쟁이 종자와 피 종자의 발아력을 억제하는데 더 효율적일 것이다. This study was carried out to assess the composting temperature effects on germination of curled dock and barnyard millet seeds. After the seeds wrapped in gauze were buried in the compost heap, the seeds were taken out under monitering the temperature for measuring germination rate at 1.5, 3, 10 and 20 days of composting. The germination rate of the seeds was directly related to the temperature of the compost heap regardless of the type of composting method. The seeds that buried in the compost for 1.5 days at a temperature of $60{\sim}70^{\circ}C$ were completely lost their germination ability. However, the germination rate of the seeds retained about 10% even after 20 days when compost temperature was below $51^{\circ}C$. Reulsting data suggests that, it is necessary to keep the compost temperature at least $55^{\circ}C$ for more than 3 days in order to suppress the germination of the seeds. On the other hand, if the temperature of the compost rises by $60{\sim}70^{\circ}C$, the seeds will lose their gemination ability with in 1.5 days. In conclusion, aerobic composting would be more effective in suppressing germination ability of curled dock seed and barnyard millet seeds.

가축 분 고체연료 제조기술 개발 연구

정광화 ( Kwang-hwa Jeong ),김중곤 ( Jung-kon Kim ),이동준 ( Dong-jun Lee ),조원모 ( Won-mo Cho ),라빈드란 ( B. Ravindran ),곽정훈 ( Jeong-hoon Kawg ) 한국폐기물자원순환학회(구 한국폐기물학회) 2016 한국폐기물자원순환학회 추계학술발표논문집 Vol.2016 No.-

국내에서 발생되는 가축분뇨의 양은 1일 12만톤 이상에 달한다. 이는 음식물쓰레기를 포함한 각종 폐 유기성 물질의 발생량 중에서 많은 편에 속한다. 그러나 가축분뇨는 전체의 15% 정도가 고형성 물질로 구성되어 있고 이 고형물중의 80~90%가 유기물이므로 생물학적으로 분해가 잘 되는 물질이다. 이런 이유로 가축분뇨는 부숙 과정을 거친 후 유기성 퇴비나 액비 등으로 이용되어져 왔다. 지난 2015년을 기준으로 보면 가축분뇨 전체 발생량 4,653만 톤 중에서 각각 80.0%와 10.2%에 달하는 3,724만여 톤과 475만 톤에 달하는 가축분뇨가 퇴비화와 액비화 방법에 의해 처리되었다. 그러나 최근 들어 가축사육 농가의 규모가 대형화 되어감에 따라 일부 특정한 지역에서는 발생된 가축분뇨의 총량을 경작지가 소화하는데 어려움이 발생할 수 있다는 우려가 있다. 근래에는 퇴비화와 액비화 방법 이외의 기술로서 바이오가스화 방법이 도입되어 가축분뇨 처리현장에 적용되었으나 아직은 그 비중이 높지 않다. 따라서 본 연구에서는 우분을 대상으로 하여 고체연료화 하는 기술을 개발하고, 그 적용효과를 분석하였다. 첫 단계로서는 우분의 수분상태에 따라 가공방법을 달리 적용할 수 있는 가공장치를 개발하여 그 효과를 분석하였다. 수분이 60% 이하일 경우에는 막대 형태의 펠릿으로 그리고 60% 이상일 경우에는 둥근 구 형태로 우분 고체연료를 가공할 수 있었다. 각각의 가공장치를 이용하여 제조한 우분 고체 연료의 크기는 막대 형태는 6~10mm, 구 형태는 3~20 mm 사이로 가공되었다, 구 형태의 고체 연료는 선별기를 이용하여 일정한 크기별로 분리할 수 있었다. 가공된 우분 펠릿의 건조는 천일 건조, 대류형 열풍기 건조, 적외선 건조, 과열 중기 건조 방법을 적용하였다, 건조 시간은 천일 건조 > 대류형 열풍기 건조 > 적외선 건조 > 과열 중기 건조 방법의 순으로 나타 났다. 과열 증기 건조는 건조시간은 짧지만 건조용량을 대형화하는 기술을 추가적으로 개발할 필요가 있다. 가공 후 건조된 상태인 우분 펠릿의 겉보기 비중은 약 250~350 kg/m³ 수준이었으며, 건조된 우분 펠릿의 저위발열량은 3,000~3,200 kcal/kg 수준이었다.

건조방법 형태에 따른 우분 고체연료 수분 감소효과

정광화(Kwang Hwa Jeong),김중곤(Jung Kon Kim),이동준(Dong jun Lee),조원모(Won Mo Cho),B. Ravindran,곽정훈(Jung Hoon Kwag) 유기성자원학회 2016 유기물자원화 Vol.24 No.4

우분을 원료로 하여 구 모양의 펠릿(Spherical pellet) 형태로 가공한 우분 고체연료에 대한 건조실험을 수행하였다. 제조한 구 형태의 우분 고체 연료를 선별기에 투입하여 각 크기별로 분리하였다. 건조방식으로는 대류형 열풍건조 방법과 적외선 조사 건조 방법. 그리고 과열증기 적용에 의한 건조방법을 적용하였다. 제조된 펠릿의 직경에 따라 5 mm, 10 mm, 20 mm 로 구분하여 각 입경별 우분 고체연료 가공품의 수분 감소효과를 분석하였다. 가공된 우분 펠릿의 건조에 소요된 시간은 대류형 열풍기 건조 > 적외선 건조 > 과열증기 건조 방법의 순이었다. 과열 증기 적용에 의한 건조방법의 경우 건조에 소요된 시간은 열풍과 적외선 방법에 비해 상대적으로 짧았다. 건조된 상태인 우분 펠릿의 겉보기 비중은 250∼350 kg/m3 수준이었으며, 건조된 우분 펠릿의 저위발열량은 가축분뇨의 관리 및 이용에 관한 법률 시행규칙 별표 2에서 정한 가축분뇨 고체연료의 성분 등에 관한 기준에 규정된 3,000 kcal/kg 보다 높은 수준이었다. 우분 펠릿의 입자크기가 작을수록 모든 건조방법에서 건조에 필요한 시간이 짧게 소요되었다. 5 mm 크기의 우분 펠릿을 건조하였을 때 시료의 무게 변화가 1% 내외가 될 때까지 소요된 시간은 과열증기 적용 시 약 30분, 적외선 조사 시 약 108분, 대류형 열풍 적용 시약 120분이 소요되었다. 동일한 건조조건일 경우에는 펠릿 입자의 크기를 작게 하는 것이 가축 분 고체연료의 건조시간을 단축하는 중요한 요소인 것으로 판단된다. The drying test was carried on the globular type cow manure pellet for use in solid fuel applications. The globular type cow manure pellet fuel was sorted according to size by rotatory sieves. The three kind of drying methods such as convection hot-air drying method, infrared ray drying method and superheated steam method were used to dry the globular type cow manure pellet. Among the three kind of drying methods, superheated steam method of dry time was the shortest. The apparent specific gravity and low calorific value of dried cow manure pelltes was about 250~350 kg/m3 and above 3,000 kcal/kg respectively. The smaller the particle size of cow manure pellets, the less drying time was required. The time was required very less for drying smaller particle size cow manure pellet when compared to larger size. In the case of the same drying condition, it has been found that reducing the particle size of cow manure fuel pellet is an important factor for shortening the drying time of the livestock manure pellet.

젖소분뇨 반 건식 혐기소화 잔재물의 고체연료화 가능성 평가

정광화(Kwang Hwa Jeong),김중곤(Jung Kon Kim),이동준(Dong jun Lee),조원모(Won Mo Cho),B. Ravindran,곽정훈(Jung Hoon Kwag) 유기성자원학회 2016 유기물자원화 Vol.24 No.4

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 바이오가스가 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. 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 in the constant temperature room maintained at 35℃. To produce anaerobic digestate for making solidified fuel, acrylic cylindrical anaerobic digester(1,000 mm width × 450 mm height) was set in the constant room temperature to carry out batch test of semi-dry anaerobic digestion using same dairy cattle manure. Moisture content of dairy cattle manure and inoculum solution for anaerobic digestion were 80.64% and 96.83%, respectively. The dairy cattle manure and the inoculum solution was mixed by 1:1 ratio(v/v) for anaerobic digestion. Water content and VS/TS(Volatile Solids/Total Solids) of mixture of substrate and inoculum were 89.74% and 83.35%, respectively. In case of non-inoculated anaerobic digester, the biogas was not produced. By the semi-dry anaerobic digestion, the calorific value of the digestate was reduced by 20% compare to fresh dairy cattle manure. In other hand, ash content increased from 15% to 18.4%. The contents of Cr, Pb, Cd and S of pellet produced from anaerobically digested dairy cattle manure were not against the standard regulation for livestock manure solidified fuel. Therefore, it can be used as fuel that anaerobic digestate produced after semi-dry anaerobic digestion using dairy cattle manure.