TAO(Thermpphilic aerobic Oxidation) 처리에 따른 양돈분뇨 내 EMCV(Encephalomyocarditis virus)의 불활성화 효과

김하제,김수량,홍인기,안희권,정광화,( Shafiqur Rahman ),이중복,이명규 한국폐기물자원순환학회(구 한국폐기물학회) 2014 한국폐기물자원순환학회 심포지움 Vol.2014 No.2

우리나라에서의 가축 생산 형태는 집약적이며 농장간의 거리가 짧아 구제역과 같은 전염성이 높은 질병의 발생에 매우 치명적이다. 이러한 문제로 인하여 한국에서는 가축분뇨내의 병원성 미생물을 상시적으로 제어하고 빠른 시간 내에 오염물질 및 악취를 저감 할 수 있는 분뇨처리 방법이 필요하다. 우리나라에서는 구제역으로 오염된 가축분뇨 처리 시 구제역긴급행동지침(SOP: Standard Operating Procedure)의 화학적 소독처리방법을 따른다. 화학적 소독 처리는 병원성 미생물 및 바이러스의 처리에는 효과적이지만 액상물의 후처리의 문제점을 가지고 있다. 본 연구에서는 구제역 유사바이러스인 EMCV를 사용하여 고온호기성발효시스템(TAO시스템)이 화학적 소독 처리에 대체 방법으로의 가능성에 대해서 연구를 하였다. TAO system은 가축분뇨와 같은 고농도의 유기물질을 함유 폐수를 처리하는 호기성 발효공법이다. TAO system은 외부로부터 별도의 열원 공급 없이 폭기로 인한 교반열 및 미생물반응 생성열을 이용하여 공정에 직접 적용한다. 미생물의 호기적 대사과정에서 생성되는 열에너지는 반응조의 내부온도를 고온으로 유기시키는 역할을 하며, 이러한 고온특성은 반응속도를 촉진시켜 고농도 유기물질을 단기간에 발효처리 시키고 이용성과 안전성이 확보된 발효액의 생산이 가능하다. 양돈분뇨의 TAO처리와 알칼리 처리의 이화학적 성상을 비교하였을 경우에 COD의 농도는 알칼리 처리(구제역SOP)는 저감되지 않았지만 TAO처리는 52%저감되었으며, TKN농도는 알칼리 처리의 경우 23%가 저감되었지만 TAO처리의 경우 52%가 저감되었다. EMCV의 불활성화 연구 결과 화학적 처리는 1시간 이내에 무처리 시료에 비해 99.97%, TAO 처리는 3시간 이내에 무처리 시료에 비해 99.97% 저감되었다. 이는 TAO처리가 화학적 처리를 대처하기에 충분한 것으로 사료된다.

구제역 긴급행동지침(SOP)상의 화학처리방법으로 처리된 양돈분뇨의 고온호기산화공정 적용 연구

김하제,김수량,홍인기,전상준,김초롱,정광화,한호,김동균,이명규,Kim, Ha-Je,Kim, Soo-Ryang,Hong, In-Gi,Jeon, Sang-Jun,Kim, Cho-Rong,Jung, Gwang-Hwa,Han, Ho,Kim, Dong-Kyun,Lee, Myung-Gyu 한국축산환경학회 2013 한국축산시설환경학회지 Vol.19 No.2

We planned to study how the chemical disposal designed by SOP can affect on physicochemical compositions of the livestock excrement. According to Livestock Manure Management Scheme, we experimented in two steps; the first step, NaOH treatment-Citric acid neutralization, and then the second procedure, Thermophilic Aerobic Oxidation (TAO) system. Physicochemical compositions of the 3-days-old samples after NaOH treatment were pH 10.31, EC 24.54 mS/cm, SCOD 3,022 mg/L, T-N 4,315 mg/L, $NH{_4}^+-N$ 1,960 mg/L, and not detected E. coli.. And those of one-day-old samples after citric acid neutralization were pH 7.36, EC 32.89 mS/cm, $SCOD_{Mn}$ 12,733 mg/L, T-N 4,787 mg/L, $NH{_4}^+-N$ 2,450 mg/L, and E. coli. not detected. In contrast, the physicochemical compositions of the treatment plots after the second treatment with TAO system (72hr) were pH 9.42 EC 24.21 mS/cm, $SCOD_{Mn}$ 3,660 mg/L, T-N 3,616 mg/L, $NH{_4}^+-N$ 1,190 mg/L, and no detection of E. coli.

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.

우분뇨의 고형연료화와 고온호기산화 공정 적용 가능성에 관한 연구

김수량,홍인기,김하제,전상준,이정수,이명규,Kim, Soo-Ryang,Hong, In-Gi,Kim, Ha-Je,Jeon, Sang-Jun,Lee, Jeong-Soo,Lee, Myung-Gyu 한국축산환경학회 2013 한국축산시설환경학회지 Vol.19 No.2

We studied the possibility to produce solid fuel using cattle manure and to apply TAO (Thermophilic Aerobic Oxidation) process of solid-liquid separation fraction. The physiochemical compositions of cattle manure solid fuel chip were analyzed as water 0.12%, low calorific value 3,510 kcal/kg, ashes 11.9%, chlorine 0.82%, sulfur dust 0.5%, mercury non-detection, cadmium 1.0 mg/kg, lead 2 mg/kg, arsenic non-detection. In treating cattle manure with TAO reactor the internal temperature of the reactor was increasing higher and $50^{\circ}C$ and over was maintained after 20 hours on. The physiochemical compositions of liquids increased from pH 7.3 to pH 9.18 and EC decreased from 4.6 to 3.48 mS/cm in treating process of cattle manure with TAO reactor. COD and SCOD decreased from 16,800 to 10,400 mg/L, from 4,600 to 2,040 mg/L respectively, which showed about 38% and 56% of remove efficiency respectively.

병원성미생물의 불활성화를 위한 산·알칼리처리가 양돈분뇨의 이화학적 성상에 미치는 영향

김초롱,김수량,김하제,전상준,한호,김동균,이명규,Kim, Cho-Long,Kim, Soo-Ryang,Kim, Ha-Je,Jeon, Sang-Joon,Han, Ho,Kim, Dong-Kyun,Lee, Myung-Gyu 한국축산환경학회 2012 축산시설환경학회지 Vol.18 No.3

본 연구는 구제역 긴급행동 지침 (SOP)에서 제시한 화학적 처리가 양돈분뇨의 이화학적 성상에 미치는 영향을 알아보고 이에 따른 적절한 후처리 방법을 모색하기 위하여 수행한 것이다. 가축분뇨의 알칼리처리-산중화 및 산처리-알칼리 중화처리는 처리조건에 따라 다양한 이화학적 변화가 있었으며, 이에 대한 결과요약은 다음과 같다. 1. B4 처리구 (Citric Acid-Calcium Oxide)의 경우는 산처리 후 알칼리 중화처리 시에 응고현상이 발생하였다. 이는 구연산과 생석회의 투입으로 인한 물질 간 화학적 결합에 기인하는 것으로 사료된다. 2. 산처리-알칼리 중화 (B처리구)의 모든 처리구에서 EC가 약 50 mS/cm 전후까지 증가 하였으며, A4 처리구를 제외한 알칼리처리-산 중화 (A처리구)에서는 처리 후 원수의 EC 보다도 낮은 경향을 나타냈다. 3. $NH_4{^+}$-N의 농도는 산처리-알칼리 중화 (B처리구)에서 처리 후 거의 변화가 없는 반면, 알칼리처리-산 중화 (A처리구)에서는 급격히 감소하였다. 이는 암모니아의 탈기로 인한 기작으로 사료되며, 특히 CaO를 이용한 A1, A2 처리구에서 두드러지게 나타났다. 4. 알칼리처리-산 중화 및 산처리-알칼리 중화는 처리조건에 따라서 이화학적 변화의 양상이 다양하다. 적정 pH 수준을 위한 시약의 소요량 및 운영관리 면에서 볼 때, 병원성미생물 등으로 오염된 가축분뇨 화학적 전처리시에는 산처리-알칼리중화 (B처리구) 보다는 알칼리처리-산 중화 처리구 (A처리구) 적합 할 것으로 사료된다. 그러나 자원화, 정화처리 등 후처리방법의 선정은 각 농가 및 지역적 환경요소에 따라 다르므로 산 알칼리제제의 소요량에 따른 경제성 평가 및 처리목적 등에 대한 충분한 검토가 필요하다. Disinfecting contaminated swine manure with FMD (Foot-and-Mouth Disease) and pathogenic viruses is very important for maintaining sanitized environment. However, very few research reported on this subject, especially post-disinfection to utilize the wastes as a renewable resource. This research is carried out to obtain basic information for chemical treatment in FMD SOP (Standard Operating Procedure, Korea) of contaminated swine manure. Using lime, sodium hydroxide, citric acid and hydrochloric acid, described in FMD SOP, the effects of chemical treatments on livestock manure were compared in this paper. Four combinations of alkali-acid treatments and four kinds of acid-alkali combinations were tested to find out the effective method. Total coliform bacteria in contaminated swine manure, $1.6{\times}10^4$ CFU/100 ml, decreased to the range of 1/1000~1/100 in all treatments. Some specific disinfectants increases BOD (Biochemical Oxygen Demand) and EC(Electric Conductivity), especially, alkaline treatments increases ammonia level than acid treatments. These findings suggest that the treatment methods should be considered as an important environmental factor in post-disinfection of contaminated animal manure with pathogenic microorganisms.

49. 고액분리에 따른 양돈분뇨 슬러리의 양분저감 특성

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

가축분뇨 액비의 이화학적 특성비교를 통한 상관성 비교연구

전상준,김수량,홍인기,김하제,김동균,이명규,Jeon, Sang-Joon,Kim, Soo-Ryang,Hong, In-Gi,Kim, Ha-Je,Kim, Dong-Gyun,Lee, Myung-Gyu 한국축산환경학회 2013 한국축산시설환경학회지 Vol.19 No.2

Today, a desirable way to manage livestock manure is to activate its utilization as a resource. The production of high quality liquid fertilizer of livestock manure is very important because it increases the use of various liquid fertilizer. However, the result of mature evaluation with a maturity measuring instrument for liquid fertilizer showed that the deviation of concentration between liquid fertilizer did not bring into uniformity. The result is also making sure that quality management for liquid fertilizer is not smoothly made. Quality evaluation for compost and liquid fertilizer includes physical, biological, chemical and microbiological methods, but a chemical method is mainly being implemented due to fairness and field application. Therefore, this study figured out correlation in feces and urine through regression analysis of livestock manure and tried to create a research plan to carry out efficient quality analysis of managing livestock manure.

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.

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.

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.