돈분뇨 퇴비의 펠렛가공 효과

정광화,김재환,최동윤,박치호,곽정훈,유용희,한명석,정만순,원학희,윤태영,Jeong, K.H.,Kim, J.H.,Choi, D.Y.,Park, C.H.,Kwag, J.H.,Yoo, Y.H.,Han, M.S.,Jeong, M.S.,Won, H.H.,Yoon, T.Y. 한국축산환경학회 2008 축산시설환경학회지 Vol.14 No.3

본 연구는 가축분 퇴비의 가공에 따른 품질 및 이용성을 향상시키는 기술을 개발하는 목적으로 수행되었다. 펠렛퇴비의 가공효과 개선 및 관련 기술 개발 그리고 퇴비 이용성 개선이 본 과제 수행에 있어 핵심적 해결요소이다. 본 과제 수행에 있어 지금까지 도출된 주요 결과는 다음과 같다. 1 펠렛퇴비 최적가공조건 설정시험 결과, 돈분발효퇴비의 펠렛가공 효과는 재료의 구성과 혼합을 그리고 퇴비원료의 수분함량에 큰 영향을 받는 것으로 나타났다. 2. 스쿠루 형태의 제조방법이나 펄렛밀 형태의 제조방법을 취하는 경우, 두 방법 모두 펠렛화 과정에 따른 퇴비중의 양분손실 현상은 크게 나타나지 않았다. 3. 가공온도가 높고 계분이 함유된 처리구에서 암모니아 발생정도가 가장 높았고 동일한 수준의 돈분뇨 퇴비를 함유한 시험구의 경우, 가공온도와 암모니아 발생량이 정의 상관관계를 보이는 것으로 판단된다. 단 첨가재로 이용된 물질이 가공단계에서 퇴비재료의 pH를 상승시키는 역할을 할 경우 암모니아 발생을 촉진한다. 4. 정상상태의 실온에 보관하였을 경우 펄렛퇴비의 중량은 점차 감소하는 경향을 보인다. 펠렛퇴비 중량의 경우 가공 후 최초 15일 까지는 시간의 흐름에 비례하는 감소하는 경향을 보이고 그 이후부터는 감소율이 낮아지는 결과를 보인다. 펠렛퇴비의 중량감소 정도는 원재료의 구성보다는 경과일수에 영향을 더 받는다. 부피도 시간의 흐름에 따라 감소하는 경향을 보이는데 중량변화보다는 그 변이가 크지 않은 결과를 보였다. 5. 돈분퇴비와 패각을 혼합한 처리구의 내압축력이 상대적으로 낮았던 반면에 돈분과 계분퇴비에 버섯배지와 패각 그리고 미강을 혼합하여 제조한 펠렛퇴비의 내압축적이 가장 우수한 것으로 나타났다. Farmers directly spread the livestock manure compost on their arable land as an organic fertilizer. However, there are some difficult problems to solve. first, we are unsure of whether the livestock manure compost can meet the nutritional demand of plant. Second, application of the current powered livestock manure compost to crop land is very difficult work due to heavy weight of compost and its powdered shape. For this reason, this study was carried out to develope high quality pelletized livestock manure compost. In pelletizing process with composted manure, the optimal water content for pelletizing was around 30$\sim$40%. When rice bran was mixed with 5% as a bonding agent on volume basis, the pelletizing effect was remarkably improved. On a dry matter basis, the contents of N and P of manure compost were 1.31%, and 0.58%, respectively. After pelletizing, the contents of compost pelleted were 1.37% and 0.54%, respectively. The same parameters of pelletized compost made by screw type Instrument were 1.37% and 0.53%, respectively. The other hand, N and P content of pelletized compost made by pellet mill type instrument were 1.06% and 0.18%, respectively.

메탄생성 효율증진을 위한 소화원료 전처리 연구

정광화,류승현,남궁규철,김재환,곽정훈,안희권,유용희,Jeong, K.H.,Ryu, S.H.,NamGung, K.C.,Kim, J.H.,Kwag, J.H.,Ann, H.K.,Yoo, Y.H. 한국축산환경학회 2011 축산시설환경학회지 Vol.17 No.3

돈 분뇨 슬러리를 대상으로 하여 기계적 분쇄와 캐비테이션 그리고 오존을 적용하여 원료의 특성 변화와 생분해도 그리고 메탄 생성잠재성 변화를 측정한 시험결과를 요약한 주요 내용은 다음과 같다. 1. 분쇄방법과 캐비테이션의 방법의 경우 큰 입자 및 미세입자를 줄일 수 있는 효과가 있었다. 2. 오존처리의 방법의 경우 용존물질의 부분산화, 미세입자의 부분산화 및 가용화 촉진을 통해 혐기성 소화의 첫 단계인 가수분해를 더욱 촉진할 것으로 사료된다. 3. 입도분포 변화에 따른 메탄생성량의 변화는 분쇄처리할 경우가 캐비테이션과 오존 처리방법에 비해 더 양호한 메탄생성효율을 보였다. During the process of anaerobic digestion, hydrolysis of substrate is the key factor determining methane production efficiency. The hydrolysis efficiency are directly affected by biodegradability of substrate. In this study, three types of pre-treatment methods were tested to enhance biodegradability effectiveness. By the application of blender and the Cavitation treatment, the SCODcr increased from 24,723 mg/l to 24.726~29,175 mg/l and to 25,589~26,456 mg/l, respectively. In case of ozone treatment, the SCODcr decreased from 24,723 mg/l to 22.540~23,988 mg/l. In batch experiment, there was a little improvement of the biochemical methane potential (BMP) by the blender and the cavitation treatment. In contrast, the BMP somewhat decreased by ozone treatment. This result shows that higher anaerobic digestion efficiency of livestock manure could be obtained through pre-treatment of substrate.

오존 접촉농도가 양돈슬러리 2차 처리수의 고도처리 효율에 미치는 영향

정광화,전승기,류승현,김재환,곽정훈,안희권,정만순,유용희,Jeong, K.H.,Jeon, S.K.,Ryu, S.H.,Kim, J.H.,Kwag, J.H.,Ann, H.K.,Jeong, M.S.,Yoo, Y.H. 한국축산환경학회 2011 축산시설환경학회지 Vol.17 No.3

돈분뇨 슬러리 2차 처리수를 대상으로 하여 오존과 과산화수소 등을 적용한 시험결과를 요약한 주요결과는 다음과 같다. 1. 동일한 시료에 동일한 처리시간 동안 처리하였을 경우, 주입한 오존 농도에 따라 처리수의 색도변화가 육안적으로 쉽게 확인할 정도의 차이를 나타냈다. 2. BOD와 COD 그리고 색도는 처리시간이 경과함에 따라 8.4 g/hr 오존 주입 수준에서의 제거효과가 다른 처리구에 비해 크게 나타났다. 반면에 SS는 오존 적용농도에 큰 영향을 받지 않는 것으로 나타났고, 질소와 인도 오존처리 효율이 높지 않은 것으로 나타났다. 3. 돈분뇨 슬러리 2차 처리수에 오존을 적용할 경우 색도 등 오염성 물질 제거효과와 더불어 생물학적 안정성 확보도 가능한 것으로 판단된다. 4. 돈분뇨 슬러리 3차 처리수에 과산화수소수를 첨가할 경우 2차 오염에 의한 잔존세균의 감소효과 및 암모니아 발산감소로 인해 돈분뇨 2차 및 3차 처리수의 중수도 개념으로서의 재활용 가능성에 대한 긍정적 요인으로 작용할 수 있는 것으로 판단된다. With an increasing livestock population, animal manure production has been steadily increasing in Korea. This trend has forced farmers to spend more money for animal manure treatment in their farm. Therefore, research utilizing animal manure as a renewable resources has become increasingly important. The purpose of this study was to develop a stable advanced wastewater treatment system can be applied to conventional animal wastewater treatment processes and evaluate its contribution to reduce effluent discharge volume by recycling as flushing water. AOP (advanced oxidation process) process improved wastewater treatment efficiency in terms of color, suspended solids (SS) and chemical oxygen demand (COD). Due to the addition of Hydrogen peroxide ($H_2O_2$), pathogens, Salmonella and E. coli, reduction was accomplished. To enhance ozone treatment effect, three levels of ozone test on secondary effluent of pig slurry purification system were conducted. At the level of 5 g/hr, 6.7 g/hr and 8.4 g/hr color of secondary effluent of pig slurry purification system were decreased from 2,433 to 2,199, 2,433 to 1,980 and 2,433 to 243, respectively.

발효퇴비 첨가수준이 돈분퇴비화 초기과정에 미치는 영향

정광화,허미영,김재환,곽정훈,정만순,강희설,Jeong, K.H.,Heo, M.Y.,Kim, J.H.,Kwag, J.H.,Jeong, M.S.,Kang, H.S. 한국축산환경학회 2009 축산시설환경학회지 Vol.15 No.3

본 연구는 기존 발효퇴비의 첨가 수준이 퇴비화 진행과정에 주는 영향을 분석하기 위하여 실시하였다. 본 과제 수행에 있어 지금까지 도출된 주요 결과는 다음과 같다. 1. 퇴비화 개시 2일 경과 후에 각 처리별 온도는 $67{\sim}71^{\circ}C$ 내외로 상승하였다. 발효퇴비를 첨가하지 않은 대조구와 발쵸퇴비 5% 첨가수준의 두 개의 퇴비단에서 $71^{\circ}C$까지 상승하였으며 발효퇴비 15% 첨가수준에서 $67^{\circ}C$를 기록하여 온도 최고점이 제일 낮았다. 온도변화를 기준으로 볼 때 퇴비화 전 기간 동안 대조구의 발효속도가 타 처리구에 비해 느린 것으로 판단할 수 있다. 2. 암모니아 발생양태는 온도변화 패턴과 유사한 경향을 보인다. 즉 발효온도가 높은 시기에는 암모니아 발생농도가 높고 뒤집기 이후의 퇴비단 온도상승은 암모니아 발생정도의 증가추세를 수반하는 것으로 나타났다. 3. 퇴비화의 진행초기에는 pH가 상승하는 경향을 보였다. 이는 퇴비화진행 초기단계에서 발생하였던 암모니아 농도 증가와 연관되어진 것으로 볼 수 있다. 퇴비화가 진행되어짐에 따라 pH는 점차 낮아져서 본 시험의 퇴비화 후기에는 PH가 각 처리구별로 다소간의 차이는 있지만 약 7~8 사이로 낮아지는 추세를 나타냈다. 4. 퇴비화 기간이 경과함에 따라 각 처리별 퇴비단의 C/N은 감소하는 결과를 보였다. 각 처리구별 C/N 감소정도는 퇴비화 초기에 더 높게 나타났고 이러한 경향은 각 처리구에서 비슷한 추세를 보였다. 5. 퇴비화에 따른 미생물 수는 퇴비와 개시 후 증가하다가 퇴비단의 온도 감소와 함께 감소하는 경향을 보이고 있고 이러한 추세는 전 처리구에서 공히 관찰되었다. The best way to treat livestock manure is to recycle as much as possible. The composting of livestock manure is a safe and economical treatment process. This study was carried out to investigate decomposition effect of pig manure by adding fermented compost. The fermented compost was added in pig manure mixed with sawdust as an inoculator, and the mixture was fed to composting reactor. Supplemental levels of fermented compost on the pig manure mixed with sawdust were regulated at 5, 10, 15 and 20% (V/V) respectively. The results were as follows ; 1. In all cases, PH range was between 7.6~9.05 during composting period. 2. The highest temperature and the long duration of thermophilic stage were observed in control treatment. 3. The number of microorganism reached at maximum on day 4, which recorded the highest temperature 4. Compost pile mixed with 10% of inoculator (fermented compost) showed the highest C/N ratio reduction.

미세기포화 오존과 자외선, 초음파, 과산화수소를 이용한 돈분뇨 슬러리 고도처리

정광화,김재환,곽정훈,정만순,이광희,Jeong, K.H.,Kim, J.H.,Kwag, J.H.,Jeong, M.S.,Lee, K.H. 한국축산환경학회 2009 축산시설환경학회지 Vol.15 No.3

침전 및 고액분리 후 활성오니 공정 즉 분뇨 오수의 2차 처리공정까지를 거친 돈분뇨슬러리를 대상으로 하여 미세용존 오존 및 초음파와 자외선 그리고 과산화수소 등을 조합하여 적용한 고도처리 시험결과를 요약한 주요결과는 다음과 같다. 1. 돼지분뇨 오수 시료를 대상으로 하여 오존과 UV를 적용하였을 경우 전반적으로 색도와 오염성물질의 농도가 줄어드는 경향이 있었다. 2. 미세용존 오존을 이용하여 오존농도 $52\;g/Nm^3$ 조건에서 색도농도가 각기 다른 시료를 대상으로 하여 30분간 반응시켰을 경우 색도는 각각의 처리구 공히 처리시간의 경과에 따라 감소하는 결과를 보였다. COD를 포함한 오염성 물질의 농도도 처리시간의 경과에 따라 감소하였으며 자외선과 과산화수소 등 유기물질의 분해 및 산화력을 가진 물질의 첨가는 오존처리의 효율을 높이는 역할을 하였다. 3. 오존처리에 의해 처리수 중의 대장균과 살모넬라 수가 감소하였으며 과산화수소를 첨가할 경우 그 감소효과는 더 증가하였다는 경향이 있었다. 오존과 과산화수소수를 병합처리 하였을 경우에는 $7.5{\times}10^\;CFU/mL$ 이었던 살모넬라가 처리 후 10분 만에 10 CFU/L 이하로 낮아졌으며 20분 처리 후에는 오존과 과산화수소수를 병합한 처리구에서는 검출되지 않았다. 이 결과는 과산화수소의 짝염기인 ${HO_2}^-$가 OH 라디칼의 생성을 촉진함으로써 살모넬라 등의 세균감소 효과를 높인것에 기인한 것으로 판단된다. The aim of this study was to investigate the removal effects of the color, nutritive salts and other pollutants on piggery slurry by advanced oxidation process (AOP) system. The experimental AOP system was designed to treat 300 L of piggery slurry per hour. To enhance oxidizing power of the experimental APO system, a ultraviolet irradiation system and the ultrasonic system were attached to the AOP system. With 5 min ultrasonic treatment, COD, SS and T-N concentrations were changed from 210, 820, and 309 to 200, 760, and 262 mg/L, respectively. With 10 min ultrasonic treatment, SS and T-N concentrations tended to decrease but T-P concentration was not changed. With the treatment of both ozone and ultrasonic waves for 30 min, COD, SS, T-N and T-P decreased from 238, 900, 400, and 5 to 165, 540, 263, and 4 mg/L, respectively. With the treatment of both ozone and ultraviolet irradiation for 30 min, COD, SS, T-N and T-P decreased from 321, 340, 204, and 15 to 151, 140, 111, and 7 mg/L, respectively, and color was changed from 4,344 to 624.

수생식물에 의한 축산폐수의 오염물질 감소 효과

정광화,김원호,김맹중,서성,최기춘,조영무,김영근,Jeong, K.H.,Kim, W.H,Kim, M.J.,Seo, S.,Choi, G.C.,Cho, Y.M.,Kim, Y.K. 한국축산환경학회 2000 축산시설환경학회지 Vol.6 No.2

In general, livestock wastewater consists of many pollutants such as nitrogen, phosphorus, carbonic compounds and inorganic substances. Most carbonic and organic compounds are sufficiently removed by conventional secondary processes, but nitrogen, phosphorus and soluble inorganic compounds are little removed by traditional clarification process. These remained substances in wastewater, for instances, phosphorus and nitrogen are efficiently eliminated by advanced wastewater treatment or botanical removing process. Concentrations of $BOD_s$, SS, T-N and T-P in influent livestock wastewater used in this study were 126mg/l, 115mg/l, 45mg/l and 13mg/l, respectively. The hydraulic retention time(HRT) of wastewater was about 10 days in the pond packed with aquatic plants. A water-hyacinth and a water-dropwort were used as an experimental stuff plant. The removal ratios of nitrogen was 44.3% for the water-hyacinth and 40.2% for the water-dropwort. The removal efficiency of phosphorus in experimental ponds reached by 57.9% for the water-hyacinth and 58.5% for the water-dropwort for 10 days, respectively. Removal ratios of BODs and SS of livestock wastewater for 10 days were reached by 80.1%, 91.0% for he water-hyacinth, respectively. At the same condition, the removal ratios of BODs and SS were reached by 75.0%, 87.6% for the water-dropwort, respectively.

육성돈에 미생물제제 급여시 분뇨 특성에 미치는 효과 연구

곽정훈,최동윤,박치호,김재환,정광화,양창범,유용희,라창식,Kwag, J.H.,Choi, D.Y.,Park, Ch.H.,Kim, J.H.,Jeong, K.H.,Yang, Ch.B.,Yoo, Y.H.,La, C.S. 한국축산환경학회 2007 축산시설환경학회지 Vol.13 No.1

본 시험은 육성돈 사료에 미생물제제를 사료에 미생물제제 A 및 B 0.1 미생물제제 C를 0.2% 혼합 급여할 경우 사료섭취량 및 돈분의 오염물질 배설농도에 미치는 영향을 분석하기 위하여 4처리$\times$반복당 5두로서 총 20두를 공시하여 실시하였는데 그 결과를 요약하면 다음과 같다. 1. 육성비육돈의 일일 평균사료섭취량은 대조구 2.06kg/일.두였고 미생물 A, B, C 구는 각각 2.13kg/일.두, 2.17, 2.34로 미생물제제 C구에서 일일 사료섭취량이 가장 높게 조사되었으며(p<0.05), 2. 일일평균 음수량은 사료섭취량이 높았던 미생물 C구에서 2.89kg/일/두로 가장 높게 조사되었다(p<0.05). 3. 미생물제제 처리구별로 분뇨 배설량은 사료섭취량이 높았던 미생물제제 C 구에서 가장 많이 배설되는 것으로 조사되었으며 (0<0.05), 돈뇨의 배설량도 미생물제제 C구에서 2.31kg/일/두에서 높았다(p<0.05). 4. 육성돈의 성장단계별 돈분뇨의 수분 함량은 및 비료성분인 T-N, $P_2O_5,\;K_2O$ 성분도 처리간에 큰 차이를 보이지 않았다(p<0.05). 5. 육성돈 분뇨의 평균 BOD 농도는 돈분의 경우 미생물제제 A, B제제 급여구가 유의적으로 높게 조사되었다(p<0.05). 그리고 돈뇨의 BOD의 경우에도 미생물제제 A급 여구에서 $6,537mg/\ell$로 가장 높은 것으로 조사되었다(p<0.05). 6. COD의 경우에도 미생물 C급여구에서 가장 높게 조사되었으며(p<0.05). 돈뇨의 경우에는 미생물제제 A급여구에서 평균 $8,566mg\ell$로 가장 높았다(p<0.05). 7. SS 농도는 대조구에서 가장 높게 조사 되었으며(p<0.05), 그 다음이 미생물 B> 미생물 C> 대조구 순으로 조사되었다. 8. 돈분뇨중의 T-N 농도는 처리구간에 유의적인 차이가 나타나지 않았다(p<0.05). 9. 돈분중의 T-P 농도는 미생물제제 처리 구간별로 미생물제제 A, C 급여구에서 유의적인 차이가 나는 것으로 조사되었다(p<0.05). 이상의 결과를 요약해보면 육성돈에 미생물제제 혼합급여는 사료섭취량을 증가시키는데 효과가 있으나 비료성분 배설량에는 큰 차이를 보이지 않는 것으로 조사되었으며, 오염물질 배설량의 경우에는 사료섭취량이 높은 미생물제제 C 급여구에서 높은 것으로 조사되었다. The effects of microbial feedstuff additives on feed conversion rate and physical and chemical characteristics of excreta in growing pigs were investigated. Three different products (A, B and C) were compared. Microbial population tests showed B contained higher numbers of total bacteria, Lactobacillus spp. and yeasts. The amylase activity of B was also higher than that of A and C. The daily feed intake rates fer control, A, B and C were 2.06, 2.13, 2.17 and 2.34 kg, respectively. Pigs feed product C had the highest liveweight gain(2.89 kg). However, the results of feed conversion rate were not significantly different between treatments. Amount of faces excreted for control, A, B and C was 1.18, 1,19, 1.23 and 1.32 kg, respectively. Urine volume for control, A, B, and C was 1.91, 1.80, 2.19 and 2.31 kg respectively. Moisture content, T-N, $P_2O_5$ and $K_2O$ in pig manure were not significantly different between treatments. The range of BOD values was 63,453 to $73,758mg/\ell$ for faeces, and 5,678 to $7,428mg/\ell$, for urine. SS values of solid and liquid excreta ranged from 142,200 to 176,000 and from 710 to $1,025mg/\ell$, respectively.

홀스타인 육성우의 계절별 분뇨 배설량 및 특성에 관한 연구

최동윤,곽정훈,박치호,정광화,김태일,김재환,유용희,양창범,최홍림,Choi, D.Y.,Kwag, J.H.,Park, C.H.,Jeong, K.H.,Kim, T.I.,Kim, J.H.,Yoo, Y.H.,Yang, C.B.,Hong, H.L. 한국축산환경학회 2006 축산시설환경학회지 Vol.12 No.3

우리나라에서 사육되고 있는 젖소 육성우의 분뇨배설량을 구명하기 위하여 육성우 6두를 공시하여 축산연구소 낙농우사에서 봄, 여름, 가을, 겨울 등 4계절에 걸쳐 각각 10일간 시험을 수행하였으며, 그 결과는 다음과 같다. 1. 건물섭취량은 평균 6.7kg으로 봄, 여름, 가을 및 겨울이 각각 4.6, 8.3, 7.1, 6.8kg으로 봄이 가장 낮은 섭취량을 보였으며, 음수량은 평균 $19.3{\ell}$로, 여름이 $21.8{\ell}$로 가장 많았고 봄과 겨울이 $18.3{\ell}$로 낮았으나 계절별 유의차는 보이지 않았다. 2. 분뇨배설량을 계절별로 조사한 결과, 봄 13.7kg, 여름 23.8kg, 가을 25.0kg, 겨울 20.2kg으로 봄이 가장 낮았으며(p<0.05), 전체 평균 분뇨배설량은 20.3kg이였고, 체중대비 분뇨의 비율은 5.6%였다. 3. 체중과 분뇨배설량간($R^2=0.7816$), 체중과 사료섭취량간($R^2=0.7296$)의 상관관계가 비교적 높았으나, 음수량과 분뇨배설량, 사료섭취량과 분뇨배설량간의 상관관계는 비교적 낮았다. 4. 분뇨의 수분 및 pH를 분석해 본 결과, 분의 뇨의 평균 수분 함량은 각각 83.5, 94.6%였으며, pH는 각각 7.4, 7.6 수준이었다. 5. 분뇨중 오염물질 농도는 분의 $BOD_5,\;COD_{Mn}$, SS, T-N 및 T-P는 각각 18,048, 50,114, 119,833, 2,519, $427mg/{\ell}$였고, 뇨는 각각 5,434, 6,550, 825, 3,616, $28mg/{\ell}$였다. 6. 분뇨중 비료성분은 분의 N, $P_2O_5,\;K_2O$가 각각 0.25, 0.10, 0.14%였고, 뇨는 각각 0.36, 0.006, 0.31%였다.도는 3m 지점에서 $446.6\;{\mu}g/m^3$ 이었으나 20 m 지점에서는 $156.3\;{\mu}g/m^3$로 34.9% 수준이었고 PM10 34.9%, PM2.5 48.7%, PM1.0 86.8% 수준이었다. This study was conducted to determine the volume of Holstein heifers manure excreted and its characteristics. The average dry matter intake of heifers was 6.7 kg/head/day. The intake rate was lowest in spring among four seasons. The average dry matter intake rate during spring, summer, fall, and winter was 4.6, 8.3, 7.1, and 6.8 kg/head/day, respectively. The average water intake of heifers was $19.3{\ell}/head/day$. The wale. consumption was highest value ($21.8{\ell}/head/day$) in summer and lowest values ($18.3{\ell}/head/day$) in spring and winter. Values were found not to be statiscally different for the four seasons. The average manure production of heifers (average live weight was 363.1 kg) was 20.3 kg/head/day and it was 5.6% of live animal weight. The manure production during spring, summer, fall, and winter was 13.7, 23.5, 25.0, and 20.2 kg/head/day, respectively. Production during spring was lower than the other seasons (p<0.05). A higher correlation between live weight and manure production ($R^2=0.7816$) and between live weight and feed intake ($R^2=0.7296$) was observed for heifers. Correlations between manure production and water intake and between manure production and feed intake were found to be relatively low for heifers. The moisture content of feces was 83.5% and that of urine 94.6%. The pH of feces and urine were in the ranges of 7.4 and 7.5, respectively. The $BOD_5$, COD, SS, T-N, T-P concentrations of the heifer feces were 18,048, 50,114, 119,833, 2,519, and $427mg/{\ell}$, respectively. Heifer urine showed lower levels of $BOD_5(5,434mg/{\ell})$, COD$(6,550mg/{\ell})$, SS$(825mg/{\ell})$, T-N$(3,616mg/{\ell})$, and $T-P(28mg/{\ell})$ than feces. The fertilizer nutrient concentrations of heifer feces was 0.25% N, 0.1% $P_2O_5$ and 0.14% $K_2O$. Urine was found to contain 0.36% N, 0.006% of $P_2O_5$ and 0.31% $K_2O$.

근적외선 분광법을 이용한 돈분뇨 액비 성분분석기 개발을 위한 기초 연구

최동윤,곽정훈,박치호,정광화,김재환,송준익,유용희,정만순,양창범,Choi, D.Y.,Kwag, J.H.,Park, C.H.,Jeong, K.H.,Kim, J.H.,Song, J.I.,Yoo, Y.H.,Chung, M.S.,Yang, C.B. 한국축산환경학회 2007 축산시설환경학회지 Vol.13 No.2

본 시험은 근적외선분광법을 이용한 돈분뇨 액비의 질소, 인산, 칼리, 수분 및 유기물의 분석 가능성을 구명하고, 이를 활용한 분석기의 개발을 목적으로 수행하였으며, 그 결과는 다음과 같다. 1. 돈분뇨 액비시료는 $400{\sim}2,500nm$ 대역의 근적외선을 시료에 투과하여 측정하였으며, 동일시료에 대한 습식분석 결과, N, $P_2O_5,\;K_2O$, 수분 및 유기물 함량은 각각 1,555mg/l, 302mg/l, 240mg/l, 98.8%, 0.53%로 조사되었다. 2. 근적외선 분광광도법을 이용한 분석에서 N, $P_2O_5,\;K_2O$, 수분 및 유기물에 대한 RSQ ($r^2$, R, Coefficient of determination)는 각각 0.9190, 0.9749, 0.5046, 0.9883 및 0.9777이었고 SEC(Standard Error of Calibration)는 2.1649, 0.5019, 1.9252, 0.1180 및 0.0789였다. 3. 액비에 대한 이화학적 습식분석과 NIR 흡수스펙트럼 측정결과를 비교 분석하여 돈 분뇨 액비에 포함된 질소, 인산, 칼리, 수분 및 유기물 함량을 실시간으로 분석하고 액비 성분량을 자동 계산할 수 있는 알고리즘을 도입한 액비분석 프로그램을 작성하였다. 4. 액비 성분분석 시작기는 근적외선(NIR : Near InfraRed)을 받아들여 실시간으로 액비성분의 흡수율을 측정하는 광검출장치(NIR Spectrometer), 근적외선 Light Source로부터 나오는 빛을 반사시키는 반사경, 액비성분 분석용 시료를 넣어 측정하는 Cell Mount, $400{\sim}2,500nm$ 대역의 가시광선-근적외선을 방출하는 Tungsten halogen lamp, NIR Spectrometer와 Tungsten halogen lamp로 전압을 입력시켜 주는 Power Supply Module 및 전체를 Black Anodizing한 외형으로 구성되었다. 5. 실험결과, 칼리를 제외한 액비내 모든 성분이 광을 흡수하는 강도는 성분의 농도에 비례하였으며 원시 스펙트럼의 중첩 제거 및 빛의 산란보정을 통해 액비의 질소, 인산성분, 수분 및 유기물 함량을 측정하는데 효과적으로 이용할 수 있을 것으로 사료되며, 분광분석법을 이용한 액비성분 분석기 개발이 완료되면 현장에서 신속하고 정확한 분석이 가능할 것으로 판단된다. This study was conducted to measure Nitrogen(N), Phosphate($P_2O_5$), Potassium ($K_2O$), Organic matter(OM) and Moisture content of liquid pig manure by Near Infrared Spectroscopy(NIRS) and to develop an alternative and analytical instrument which are used for measurement of N, $P_2O_5$, $K_2O$, OM, and Moisture contents for liquid pig manure. The liquid pig manure sample's transmittance spectra were measured with a NIRS in the wavelength range of 400 to 2,500 nm. Multiple linear regression and partial least square regression were used for calibrations. The correlation coefficient(RSQ) and standard error of calibration(SEC) obtained for nitrogen were 0.9190 and 2.1649, respectively. The RSQ for phosphate, potassium, organic matter and moisture contents were 0.9749, 0.5046, 0.9883 and 0.9777, and the SEC were 0.5019, 1.9252, 0.1180 and 0.0789, respectively. These results are indications of the rapid determination of components of liquid pig manure through the NIR analysis. The simple analytical instrument for liquid pig manure consisted of a tungsten halogen lamp for light source, a sample holder, a quartz cell, a SM 301 spectrometer for spectrum analyzer, a power supply, an electronics, a computer and a software. Results showed that the simple analytical instrument that was developed can approximately predict the phosphate, organic matter and moisture content of the liquid pig manure when compared to the analysis taken by NIRS. The low predictability value of potassium however, needs further investigation. Generally, the experiment proved that the simple analytical instrument was reliable, feasible and practical for analyzing liquid pig manure.

공기공급량에 따른 산란계분의 퇴비화 특성변화에 관한 연구

곽정훈,조승희,정광화,김재환,최동윤,정의수,정만순,강희설,라창식,Kwag, J.H.,Cho, S.H.,Jeong, K.H.,Kim, J.H.,Choi, D.Y.,Jeong, Y.S.,Jeong, M.S.,Kang, H.S.,Ra, C.S. 한국축산환경학회 2010 축산시설환경학회지 Vol.16 No.2

산란계분을 퇴비화 하는데 있어서 공기공급량을 다르게 하여 퇴비화기간동안의 퇴비 특성을 조사한 결과는 다음과 같다. 1. 퇴비화기간동안의 발효온도를 조사한 결과 T-1 처리구에서 발효온도가 다른처리구에 비해서 낮은 것으로 조사되었으며 이는 T-1 처리구에서는 정상적인 호기성 발효가 진행되지 않고 있음을 보여주고 있었다. 반면에 T-3 및 T-4 처리구에서는 최고온도 도달시간이 다른 처리구에 비하여 짧다는 것은 계분의 신속한 퇴비화 빛 높은 수분증발량이 조사되었다. 2. 공기공급량에 따른 퇴비화 과정에서의 처리구별 수분함량을 분석해 본 결과 발효 초기의 경우에 공기 공급량을 T-1 처리구에서 1주일이 경과한 후 8.9%로 가장 낮게 조사되었으며, T-2, T-3 및 T-4 처리구에서는 각각 15.4%, 18.0% 및 18.6%로 높은 수분감소량을 보이는 것으로 조사되어 통계적으로 유의적인 처리가 있는 것으로 조사되었다(p>0.05). 3. 계분의 퇴비화 과정에서의 공기공급량에 따른 산소소모량을 조사한 결과 T-3 및 T-4구에서 퇴비화시험 2일째 9 ppm으로 낮은 수치로 조사되었으나 T-1 및 T-2 처리구에서는 12 ppm으로 상대적으로 높은 수치로 조사되었다. 4. 처리구별 퇴비더미내의 중량변화는 시험 1주일 후의 중량감소율은 T-1 처리구에서 5.5%로 가장 낮았으며, T-3 및 T-4구에서는 12.0% 및 12.3%로 비슷한 경향을 조사되었으며 이러현 경향은 퇴비화 2주일이 경과한 후에도 같은 경향으로 조사되었다. 5 퇴비화기간의 경과에 따른 비료성분 및 유기물량은 처리구간에 큰 차이를 보이지 않았으나, 1 차 발효후 비료성분 함량은 처리구별로는 T-4 처리구에서 질소성분이 타 처리구에 비하여 낮아진 것으로 조사되었다. 이는 퇴비화 과정에서의 수분함량 변화에 따라 비료성분의 함량에 차이를 보이는 것으로 조사되었다. 6. 반면에 OM/N도 투입시 처리구간에 큰 차이를 보지지 않았으나 1차 퇴비화 후에는 42.0, T-2 44.2, T-3 47.1 및 T-4 55.8로 공기 공급량이 높아짐에 따라 OM/N의 비가 점차 높아지는 경향으로 조사되었다. 7. 따라서 산란계분의 퇴비화시 공기공급량을 최소 퇴비화물질 $1m^3$당 $150\;{\ell}/min$ 이상 공급하는 것이 계분이 정상적으로 호기성 퇴비화가 가능하다고 판단되어 진다. The composting of layer manure is economical and efficiently process. In this study, the variation of composting characteristics in layer manure was investigated according to air supply capacity. The fermented compost was added in layer manure and mixed with sawdust inside composting reactors. The level of air supply capacity was varied in the range of $50{\sim}200\;{\ell}/m^3/min$. During composting the temperature variations of composting piles was different the temperatures of composting piles for T-1 ($50\;{\ell}/m^3/min$) and T-2 ($100\;{\ell}/m^3/min$) were reached at $40^{\circ}C$ and $50^{\circ}C$ within 2 days, respectively. For T-3 ($150\;{\ell}/m^3/min$) and T-4 ($200\;{\ell}/m^3/min$), their temperatures was $60^{\circ}C$ within same days and maintained during 8 days. Water contents decreased according to the air supply capacity; 8.9%, 15.4%, 18.0% and 18.6% for T-1, T-2, T-3 and T-4. The weight ratios of T-1, T-2, T-3 and T-4 were reduced to 12.8%, 15.6%, 18.1% and 17.9%, respectively. The decreasing volumetric ratios of T-1, T-2, T-3 and T-4 were 18.0%, 21.0%, 22.3% and 22.0%. The oxygen discharge concentrations during composting were 12 ppm for T-1, T-2 and 9 ppm for T-3 and T-4. After composting, fertilizer components such as total nitrogen (TN) and phosphorous pentoxide ($P_2O_5$) were examined at each air supply capacity. Nitrogen contents of the T-1, T-2, T-3 and T-4 were 0.75%, 0.74%, 0.72% and 0.64%. Also, The contents of $P_2O_5$ were 0.35%, 0.40%, 0.38% and 0.42% for T-1, T-2, T-3 and T-4.