육성$\cdot$비육돈사 내에서 환기형태별 환경조사 연구

송준익,유용희,정종원,김태일,최희철,강희설,양창범,이영윤,Song J. I.,Yoo Y. H.,Jeong J. W.,Kim T. I.,Choi H. C.,Kang H. S.,Yang C. B.,Lee Y. Y. 한국축산환경학회 2004 축산시설환경학회지 Vol.10 No.2

본 연구는 우리나라에 건축되어져 있는 개방식 육성$\cdot$비육돈사나 무창식 육성$\cdot$비육돈사에 대한 효율 비교분석 연구가 없는 실정으로 개방식 육성$\cdot$비육돈사와 무창식 육성$\cdot$비육돈사의 환경효율을 검증하고자 하였다. 겨울철과 여름철로 나누어 실시한 실험결과는 다음과 같다. 1. 무창식 육성 비육돈사는 외부의 기온 변화가 심하더라도 돈사내부의 온도는 외부기온의 영향을 받지 않고 여름철 $31.8\~33.8^{\circ}C$, 겨울철 $17.9\~19.5^{\circ}C$를 유지하였으나 개방식 육성$\cdot$비육돈사는 여름철 32.1$\~$32.9, 겨울철 $15.8\~16.7^{\circ}C$를 유지하여 온도효율이 낮았다. 2. G2, G4 육성$\cdot$비육돈사는 돼지생활 공간(하부) 지점에서의 공기유속은 겨울철 최소환기($5\%$) 수준으로 하였을 때 0.2$\~$0.3 m/s 였으며, 여름철 최대환기($95\%$) 수준에서는 0.5$\~$0.6 m/s로 분포되어 여름철 및 겨울철의 육성$\cdot$비육돈사내 공기유속이 G1, G3 육성$\cdot$비육돈사보다 양호하였다. 3. 암모니아 농도를 측정한 바 G2, G4 육성$\cdot$비육돈사는 여름철 13.3$\~$16.6 ppm, 겨울철14.0$\~$~14.6 ppm으로 측정되었으며, G1, G3 육성$\cdot$비육돈사는 여름철 14.6$\~$20.3 ppm, 겨울철 20.3$\~$25 ppm을 유지하여 G1, G3 육성$\cdot$비육 돈사보다는 낮게 나타났다. An experiment was conducted to establish comparison of ventilation efficiency in an enclosed and conventional growing-finishing pig house. The experimental pigs were in winter and summer. The main results of the experiment are as follows : Then the air from planar slot inlet the pig house flow out through the sidewall outlet operated by exhaust fan(Gl). The second structure has an air input through the circular duct inlet are plated side the juncture of the entering wall and the air into the pig house flow out through the chimney and pit outlet are operated by exhaust fan(G2). Through the air into relay fan the pig house flow out through the curtains in sidewall(G3). Similarly, air comes in through the circular duct inlet are placed the air into the pig house flow out through the curtains in sidewall (G4). Air flow rate on the floor level which is the low part of pen and the living area of pigs in the G2 and G4 system during winter was measured at 0.2 to 0.3 m/s at the 0.5 to 0.6 m/s at the maximum ventilation efficiency. As for the results of detrimental gas(ammonia) concentration ratio analysis, while G2 and G4 system sustained of summer 13.3 $\~$ 16.6 ppm, winter 14.0 $\~$ 14.6 ppm level, Gl and G3 system sustained of summer 14.6 $\~$ 20.3 ppm, winter 20.3 $\~$ 25.0 ppm, and the latter one is lower than that of the G1 and G3 system.

바이오 필터를 이용한 비육돈사 배기덕트 시설의 악취저감 효과

송준익,최홍림,최희철,권두중,유용희,전중환,Song, J.I.,Choi, H.L.,Choi, H.C.,Kwon, D.J.,Yoo, Y.H.,Jeon, J.H. 한국축산환경학회 2007 축산시설환경학회지 Vol.13 No.3

무창 육성 비육돈사에 대한 악취 제어 효율 비교분석을 위하여 Biofilter 덕트에 의한 악취 제어 연구를 수행하였다. 본 실험은 서울대 부속목장 실험돈사에서 실시하였으며 실험결과는 다음과 같다. 1. 무창 육성비육돈사에서 여름철 최대 배기시 바이오필터 외부로 배출되는 공기속도는 볏짚(.0.77 m/s), ALC(0.56 m/s)으로 측정되었다. 2. 실험시작 5일 후 가스검지기(GV-100)에 의한 간이측정시 암모니아($NH_3$) 농도는 필터 통과 후 볏짚($2mg/{\ell}$), ALC(3ppm)로 측정되어 부자재 사이의 공극율이 높은 볏짚이 높게 나타났다. 부자재에 따른 필터외부에서의 먼지측정 결과 볏짚($93\;mg/m^3$), ALC($32\;mg/m^3$)으로 측정되어 볏짚은 볏짚 간의 넓은 공극에서 발생하는 먼지 및 돈사내부의 먼지가 혼합되어 필터 외부로 배출되어 돈사내부보다 높게 측정되었다. 3. 황화수소($H_{2}S$) 가스농도 변화는 돈사내부에서는 측정일 7일(6 ppm), 21일(5 ppm) 및 36일(7 ppm) 경과함에 따라 어느 일정 시점에서 황화수소 가스농도는 증가하지 않았으나 다른 필터여재에서는 일정한 경향은 보이지 않았다. 이상의 실험결과를 종합해 볼 때 무창 육성비육 돈사에서 Biofilter를 이용한 악취저감 효과를 확인할 수 있었다. Management of odors is essential to swine industry in the Republic of Korea. This study was conducted to evaluate the odor removal efficiency of biofilter ducting systems. Rice straw and auto clave concrete(ALC) were used as filter medium. The ventilation fans(5 units, diameter: 500 mm) at the side wall of a growing pig housing were connected to a biofilter using a duct. The size of a biofilter is $2.5{\times}2{\times}1.2(W{\times}L{\times}H)$. The air velocities at the 300 mm above rice straw and ALC were 0.77 and 0.56 m/s, respectively. Ammonia concentration at the outlet of rice straw and ALC media were 2 and 3 ppm, respectively. Dust concentrations were also measured. The dust concentrations of rice straw and ALC were 93, $32\;mg/m^3$, respectively. There was no significant difference between filter mediums in terms of carbon dioxide concentrations(rice straw: 320, ALC: 270 mg/l). The concentration of hydrogen sulfide was stable over the experimentation. The actual concentrations of hydrogen sulfide were 4, 3 and 3 ppm at the days of 7, 21 and 36, respectively. These results suggest that biofilter ducting systems may remove odors from pig house effectively.

이산화염소 가스분무에 의한 퇴비장 악취저감 효과

송준익,전중환,이준엽,박규현,조성백,황옥화,김두환,Song, J.I.,Jeon, J.H.,Lee, J.Y.,Park, K.H.,Cho, S.B.,Hwang, Y.H.,Kim, D.H. 한국축산환경학회 2012 축산시설환경학회지 Vol.18 No.suppl.

본 연구는 양돈분뇨처리 퇴비사에서 발생하는 악취 제어를 위하여 이산화염소 가스를 이용한 악취 제어 효율을 검증하고자 하였다. 본 실험은 일반농장에서 실시하였으며 실험결과는 다음과 같다. 1. 퇴비사 내부 퇴비화 기계위에서의 암모니아 가스는 이산화염소 가스를 분무하기 전에는 550 ppm 전후로 측정되었으나, 이산화염소 가스 분무후 퇴비화 기계위에서의 암모니아 농도는 78 ppm 이하로 나타나 86% 이상 저감되었으며, 퇴비사 외부는 20 ppm ${\rightarrow}$ 5 ppm으로 저감되어 75% 저감되었다. 황화수소는 퇴비사 내부에서 3 ppm 검출되었으나 이산화염소 가스 분무후(1▼)는 거의 검출 되지 않았으며 퇴비사 외부는 거의 검출 되지 않았다. 2. 퇴비화 기계 가동시 퇴비사 내부에서의 이산화염소 가스분무 전후의 변화는 암모니아($NH_3$)는 분무전 420 ppm ${\rightarrow}$ 분무후는 35 ppm로 감소(83% 감소)하였고, 황화수소($H_2S$)는 분무전 210 ppb ${\rightarrow}$ 분무후 32 ppb로 감소(85% 감소) 효과가 있었다. 이상의 실험결과를 종합해 볼 때 퇴비사에 있어서 이산화염소 가스 분무에 의한 돈사 내외부에서 암모니아 등의 악취를 외부에 휘산시키는 농도를 저하시킬 수 있음을 알 수 있었다. This study was conducted to verify the effect of chlorine dioxide ($ClO_2$) on odor reduction at a commercial swine facility consisting of a compost ficility. Compost facility in $NH_3$ concentration was around 550 ppm and less than 78 ppm before and after the $ClO_2$ spraying, respectively, which was over 86% reduction. There was no H2S detection. $NH_3$ concentration was around 420 ppm and less than 35 ppm before and after the $ClO_2$ spraying, respectively, which was over 83% reduction. $H_2S$ concentration was around 210 ppb and less than 32 ppb before and after the $ClO_2$ spraying, respectively, which was over 85% reduction. Hence, $ClO_2$ spraying at windowless barns was compost facility decreased malodor such as $NH_3$.

무창 육성$\cdot$비육돈사에서의 Biofilter에 의한 악취제어 효과

송준익,김태일,최희철,유용희,정종원,연규영,양창범,김두환,이진우,Song J. I,Kim T. I.,Choi H. C.,Yoo Y. H.,Jeong J. W.,Yeon K. Y.,Barroga Antonio,Yang C. B.,Kim D. H.,Lee J. W. 한국축산환경학회 2005 축산시설환경학회지 Vol.11 No.1

This study was conducted to determine the odor reduction efficiency of a biofilter desist using different filter materials. The summary of results are as follows; 1. The airflow penetration rate of the different filter materials namely; rice straw, woodchips, rice hulls and sawdust were 0.72 m/s, 0.64 m/s, 0.48 m/s and 0.17 m/s, respectively. 2. The elimination of $NH_3$ gas was fastest in the rice hull at a rate of 4 mg/${\iota}$ followed by sawdust, woodchips and rice straw at 3 mg/${\iota}$, 3 mg/${\iota}$ and 7 mg/${\iota}$, respectively. 3. The filter material made of wood chips was able to eliminate the offensive gas known as $H_2S$ at a rate of 2.2 mg/${\iota}$ on the 7th day, 17.6 mg/${\iota}$ on the 21st day but decreased to 10.7 mg/${\iota}$ on the 36th day. In contrast, the filter material composed of sawdust had a continuous increase in the reduction of $H_2S$ at a rate of 12.3 mg/${\iota}$ on the 7th day, 18.3 mg/${\iota}$ on the 21st day and 20.1 mg/${\iota}$ on the 36th day. The above findings indicated that among the filter materials, sawdust was the most effective in absorbing $H_2S$. Airflow penetration rate can be related to $H_2S$ odor elimination efficiency as shown by the slowest airflow rate of sawdust which is only 0.17 m/s.

비육돈 사료의 고추냉이 첨가수준별 분뇨의 악취물질 농도 변화

이강훈,황옥화,박규현,양승학,송준익,전중환,이준엽,오상집,성하균,최동윤,조성백,Lee, K.H.,Hwang, O.H.,Park, K.H.,Yang, S.H.,Song, J.I.,Jeon, J.H.,Lee, J.Y.,Ohh, S.J.,Sung, H.G.,Choi, D.Y.,Cho, S.B. 한국축산환경학회 2012 축산시설환경학회지 Vol.18 No.suppl.

서양고추냉이를 비육돈에 급여하여 분뇨에서 발생되는 악취물질의 농도변화를 조사하였다. 1. 서양고추냉이 분말을 사료에 혼합하여 돼지에 급여한 후 분뇨의 단쇄지방산 농도를 측정한 결과, 사료에 고추냉이를 0.02% 혼합했을 때 아세트산, 프로피온산, 부티르산, 이소부티르산, 이소발레르산, SCFA 및 I-SCFA 농도가 가장 높았다(p<0.05). 2. 페놀과 p-크레졸을 합한 페놀류 농도는 고추냉이를 0.01~0.02% 첨가하였을 때 대조구보다 감소하였다(p<0.05). 인돌과 스카톨을 합한 인돌류 농도는 사료에 고추냉이를 0.03% 첨가하였을 때 가장 낮았다(p<0.05). 3. 따라서 분뇨의 페놀류 농도를 줄이기 위해서는 사료에 고추냉이를 0.02% 이하로 첨가하고, 인돌류 농도를 줄이기 위해서는 사료에 고추냉이를 0.03% 정도 첨가하여야 할 것으로 판단된다. This study was performed to test the effect of horseradish powder in fattening pig diet on odorous compound concentration from manure. Twenty fattening boars [Landrace ${\times}$ Yorkshire) ${\times}$ Duroc] weighing an average body weight of $68.4{\pm}4.95}$ kg were randomly assigned to one of 4 treatments (horseradish level in diets: 0, 0.01, 0.02, 0.03%) based on their body weight. This experiment was a randomized complete block (RCB) design using 5 pigs per treatment with 1 pig per metabolizable cage. Pigs were fed experimental diet (amount proportional to 3% of their body weight) twice a day (09:00 and 16:00) for 7 d after having 14 d adaptation period. Experimental diets were mixed with water by 1:2.5 v/v. Concentration of volatile fatty acids (VFAs) was highest (p<0.05) when pigs fed diet with 0.02% horseradish powder. Level of phenol compounds including phenol and p-cresol were decreased (p<0.05) in 0.01~0.02% horseradish treatment group compared with control group. Concentration of indoles including indole and skatole was lowest (p<0.05) in 0.03% horseradish treatment group compare to others. Therefore, results from our current study suggest that the optimal levels of horseradish powder in diet for reducing phenol and indole compounds in pig manure were 0.02 and 0.03%, respectively.

이산화염소 가스분무에 의한 양돈장 악취저감 효과

송준익,전중환,박규현,유용희,김두환,Song, J.I.,Jeon, J.H.,Park, K.H.,Yoo, Y.H.,Kim, D.H. 한국축산환경학회 2011 축산시설환경학회지 Vol.17 No.suppl.

본 연구는 무창 자돈사 및 육성 비육돈사에 대한 악취 제어를 위하여 이산화염소 가스를 이용한 악취 제어 효율을 검증하고자 하였다. 본 실험은 일반농장에서 실시하였으며 실험결과는 다음과 같다. 1. 무창 자돈사는 환기시스템이 덕트입기 방식이어서 즉, 상부 덕트 바로 하부에서의 공기속도는 4.53 m/s로 나타나 입기구를 통하여 들어오는 공기에 의하여 돈방내 전체적인 공기의 흐름이 나타나 효과적으로 환기가 되었다. 그리고 무창 육성비육사는 공기속도의 분포 흐름은 돼지의 생활공간 (하부)에서는 0.26 m/s로 나타났다. 2. 무창 자돈사내부에서의 암모니아 가스는 이산화염소 가스를 분무하기 전에는 9 ppm 전후로 측정되었으나, 이산화염소 가스 분무후 돈사내 암모니아 농도는 3 ppm 이하로 나타나 70% 이상 저감되었지만 황화수소는 검출이 거의 되지 않았다. 3. 무창육성비육돈사의 환기시스템에 의한 유해가스 (암모니아)의 농도를 분석한 결과로써, 돈사내부는 $26mg/{\ell}$로 유지되었지만 돈사외부로 배출된 가스는 이산화염소 가스와 혼합되어 11 ppm으로 감소되었으며 바이오 커텐 외부에서의 측정 결과 1 ppm 이하로 측정되어 암모니아 가스가 거의 측정되지 않았다. 이상의 실험결과를 종합해 볼 때 무창 돈사에 있어서 이산화염소 가스 분무에 의한 돈사 내외부에서 암모니아 등의 악취를 외부에 휘산시키는 농도를 저하시킬 수 있음을 알 수 있었다. This study was conducted to verify the effect of chlorine dioxide ($ClO_2$) on odor reduction at a commercial swine facility consisting of a windowless piglet barn and a grower/fattening barn. The windowless piglet barn used a duct ventilation system. Air velocity at very below the upper duct was 4.53 m/s. Air velocity at the lower space around the living space of pigs in the grower/fattening barn was 0.26 m/s. $NH_3$ concentration was around 9ppm and less than 3 ppm before and after the $ClO_2$ spraying, respectively, which was over 70% reduction. There was no $H_2S$ detection. $NH_3$ concentrations measured in the windowless grower/fattening barn and at the exhausted air were 26 ppm and 11ppm, respectively. $NH_3$ concentration at a biocurtain outside was less than 1 ppm. Hence, $ClO_2$ spraying at windowless barns was effectively decreased malodor such as $NH_3$.

무창 육성.비육돈사의 공기유동 특성 분석

송준익,최홍림,최희철,이덕수,전병수,전중환,유용희,Song, J.I.,Choi, H.L.,Choi, H.C.,Lee, D.S.,Jeon, B.S.,Jeon, J.H.,Yoo, Y.H. 한국축산환경학회 2008 축산시설환경학회지 Vol.14 No.1

본 실험은 무창육성 비육돈사에 있어서 여름과 겨울철 환기를 할 때 공기 유입구에서의 공기속도가 환경에 미치는 영향을 조사하고자 CFD를 이용한 모델을 설정하였고, 현장실험을 통한 결과와 CFD 모델의 공기유속 결과를 서로 비교하였다. 공기속도에 있어서 수학적인 모델은 현장실험 결과와 매우 유사하게 나타났다. 환기시스템에서의 공기흐름은 양쪽 측벽 슬롯 판넬을 통하여 공급하였으며 겨울철은 $2{\sim}2.5m/s$ 였고, 여름철은 0.8 m/s 전후였다. 이상의 연구 결과 여름철과 겨울철 모두 해석 Model과 실험 무창육성 비육돈사내 측정 결과 평균 유속은 근소한 차이로 나타나 공기유동 해석 연구에 있어서 CFD 시뮬레이션의 적용으로 합리적인 결과를 도출할 수 있음을 확인하였다. Experiments were carried out to evaluate the air speed distribution of an enclosed growing-finishing pig house in summer and winter. The data taken by experiments were compared to validate with the calculated air speeds by a commercial CFD code, FLUENT. Air basically enters into the house through Baffled slot Inlet and leaves through a exhaust fan attached on the Exhaust fan in exiting wall of the house. Air speeds were measured as $2{\sim}2.5m/s$ at the two side slot in winter and 0.8 m/s in summer. The validation showed that a CFD simulation is one of feasible methods to predict airspeed distribution in the growing-finishing pig house.

돈사 덕트 환기시스템의 효율 분석

송준익,유용희,이덕수,최희철,강희설,김태일,전병수,박치호,김형호,Song, J.I.,Yoo, Y.H.,Lee, D.S.,Choi, H.C.,Kang, H.S.,Kim, T.I.,Jeon, B.S.,Park, C.H.,Kim, H.H. 한국축산환경학회 2002 축산시설환경학회지 Vol.8 No.2

The experiment was carried out to investigate the optimal air velocity for improving the ventilation efficiency of duct ventilation system used in Korean swine building. The results are followed ; In 2.2 m height of duct, the air velocity of hole was 5.0 m/s as the over level of recommendation. In different hole interval, the air velocity was various of 4.6${\sim}$11.6 m/s in narrow hole interval, 5.4${\sim}$10.9 m/s in broad hole interval. But the air velocity was 6.6${\sim}$7.7 m/s in duct system pierced hole with equal interval, and it was equal velocity in different parts of duct in this hole interval.

개방돈사의 무창돈사형 환기시설 개선 효과

송준익,전중환,박현경,강희설,최동윤,김두환,박규현,Song, J.I.,Jean, J.H.,Park, H.K.,Kang, H.S.,Choi, D.Y.,Kim, D.H.,Park, K.H. 한국축산환경학회 2010 축산시설환경학회지 Vol.16 No.2

$\bigcirc$ 현장조사 결과 우리나라 개방식 돈사의 측벽 비율은 윈치시설이 90% 이상이었고, 반무창은 5%였으며 무창 또한 5% 전후로 조사되었다. $\bigcirc$ 리모델링 돈사는 복도덕트로 입기를 하였고 지붕 또는 측벽배기로 하였고 이때 돈사의 폭 10~12 m, 길이 30~50m 전후로 조사되었다. $\bigcirc$ 에너지 절감효과를 위한 복도 설치는 개방식 돈사의 리모델링 개조시 돈사 출입문에 복도 2~3 m (돈사길이 비율 7~8%)를 설치가 양호하였다. $\bigcirc$ 리모델링 돈사의 환기시스템은 복도에서의 덕트를 통한 입기를 실시하고 양쪽 측벽을 판넬 등으로 밀폐화 (무창)를 하고 측벽배기를 하였다. $\bigcirc$ 폐사율 저감은 개선전 11% (47두)에서 개선후 3% (12두) (73% 감소) 되었으며, 에너지 절감효과는 개선전 155만 원 (5,595 kw)에서 개선후 73만 원이었다. $\bigcirc$ 경제성을 분석한 결과 400두 돈사를 리모델링 할 경우 겨울철 4개월 (12월부터 3월까지) 사육할 경우 2,835,680원 이익을 얻을 수 있었다. In South Korea, mora than 90% of swine barns had open-style side wall by winch operation, and less than 5% of swine barns were semi-windowless or windowless style. The aisle ventilation system of the barn was changed to roof-wall ventilation system, and the width and the length of barns were 10~12 m and 30~50 m, respectively. The width of aisle satisfying energy save was 2~3 m. The re-modeled barns inhaled air through duct which was opened to aisle and exhaled through forced ventilation fans on the windowless wall which was accomplished by installing planks on the open wall. After remodelling, the culling ratio and energy cost were decreased from 11% (47 heads) to 3% (12 heads) and from 1,550,000 won to 730,000 won, respectively. Hence, re-modeled swine barns raising 400 heads could save 2,835,680 won during winter (from December to March).

축사 입·배기 공기 분진 저감 및 살균 소독 효과

송준익 ( J. I. Song ),김영진 ( Y. J. Kim ),신효섭 ( H. S. Shin ),고한종 ( H. J. Ko ) 한국농업기계학회 2019 한국농업기계학회 학술발표논문집 Vol.24 No.1

병 발생 증가하고 특히 축사에 유입되는 분진과 배출되는 공기의 악취를 저감시킬 필요가 있고 아울러 무창 축사에 유입되는 공기에 대한 살균 및 분진저감 방법과 배출되는 공기에 대한 악취 저감 장치 기술이 부족한 실정이다. 따라서 외부에서 유입되는 공기를 필터로 통과 시켜 분진을 제거하고 오존 및 광촉매 등으로 살균 소독 한 공기를 유입시켜 돈사내 딜병발생율을 줄여 주고 그리고 외부로 배출되는 먼지를 포집하는 분진 및 악취배출 저감 장치를 설치하여 무창축사 외부로 배출되는 각종 세균, 곰팡이, 박테리아, 악취 등을 제거하는 효과를 검증하고가 수행하였다. 이에 본 연구는 연암대학교 양돈장에서 2017년 10월부터 2018년 10월까지 수행하였으며, 돈사내 입식된 돼지는 육성돈 35kg 전후에 입식하여 사육을 하였으며, 계절별 효과를 검증하고자 3개월 단위로 입식을 반복하였다. 이때 실험한 돈사의 규격은 66m ㎡ (6 X 12m) 였다. 연구 결과 돈사에서 배출된 주요 악취물질의 변화는 암모니아는 몇 지점을 제외하고 기존공정(50%)와 비슷한 (37.5~66.7%) 저감효율을 보였으며, 메칠 아민의 경우 저감효율이 떨어지던 기존공정(-30%)에 비해 25~60%의 악취저감 효율을 나타냈으며 부지경계에서도 미량의 악취저감 효율이 관찰되었다. 그리고 오존 및 광촉매에 의하여 악취 배출 저감 장치 효과는 높은 것으로 나타났으며, 장치 내 사용되는 물 량은 재순환 바이오필터 방식보다 10배 줄어든 50~80리터였으며, 악취저감효율 유지를 위한 세척횟수도 주 2~3회에서 월 1~2회로 감소되어 농가에서 더 쉽게 적용할 수 있는 악취저감 방식으로 판단된다.