상이한 혼합 혐기소화액의 폭기처리에 따른 화학적 성분 변화

변지은 ( Byeon J. E. ),이홍주 ( H. J. Lee ),류종원 ( J. W. Ryoo ),황선구 ( S. G. Hwang ) 강원대학교 농업생명과학연구원(구 농업과학연구소) 2020 강원 농업생명환경연구 Vol.32 No.1

본 시험은 혐기소화액을 액비화 하였을 때 화학적 성분 변화를 비교하였다. 처리구는 돈분 혐기소화액(SS AD), 돈우분 혼합 혐기소화액(SS + CS AD), 돈분과 사과박 혼합 혐기소화액(SS + AP AD), 돈분과 감귤박 혼합 혐기소화액(SS + MP AD), 돈우분과 사과박 혼합 혐기소화액(SS + CS + AP AD), 돈우분과 감귤박 혼합 혐기소화액(SS + CS + MP AD)으로 총 6개의 처리구이다. 폭기처리는 연속폭기를 실시하였으며, 공기는 0.1 m³ air/m³·min을 주입하였다. 혐기소화 처리 후 생산된 혐기소화액을 폭기처리 전과 후를 비교했을 때 용존산소(DO) 함량은 돈분과 사과박 혼합 혐기소화액(SS + AP AD)이 폭기처리 후 0.50 mg/L로 혐기소화액 중 가장 많이 증가하였다. 산화환원전위(ORP)는 모든 혐기소화액이 폭기처리 후 약 2.0-7.5 mV로 증가하였으며, 혐기소화액 중 돈분과 사과박 혼합 혐기소화액(SS + AP AD)은 7.5 mV로 가장 높은 산화환원전위를 나타내었다. 생화학적 산소요구량(BOD)와 화학적 산소요구량(COD)는 모든 혐기소화액에서 폭기처리 후 감소하였으나 BOD5/T-N와 COD_Mn/T-N는 폭기처리 후 모두 증가 하였다. 혐기소화액에 관한 비료공정규격이 설정되어 있지 않아 가축분뇨발효액의 공정규격의 기준치에 적합 여부를 볼 때 질소전량과 인산전량, 칼리전량의 합이 0.3% 이상이여야 하는데 모든 혐기소화액이 폭기처리와 관계없이 0.3% 이상이었다. 혐기소화액이 비료공정규격의 기준치에 적합하지만 산화환원전위가 부숙된 액비의 평균 산화환원전위보다 매우 낮아 높여줄 필요가 있다. 혐기소화액을 폭기처리한 후 비료공정규격의 기준치에 적합할 뿐만 아니라 산화환원전위가 +값으로 증가하였으므로 폭기처리 후 액비를 시용하는 것이 바람직할 것으로 보인다. To evaluate the effects of aeration on co-digestates, we investigated the chemical contents of aerobic liquefying processes. The six co-digestates were continuously aerated with 0.1 m³air/m³·min for 54 days. The three measured chemical contents (T-N, BOD₅,and COD_Mn)were all decreased after aeration. Meanwhile, NO3-N, DO, and ORP were all increased after aeration. A standard procedure for fertilizers in anaerobic solutions has not yet been set in agriculture. The livestock liquid manure should have a proportion of 0.3% for T-N, T-P, and T-K. In this study, the aerobic liquid fertilizer was above the standard level(0.3%), suggesting the utilization of co-digestates.

톱밥 절감형 돈분 슬러리 연속 퇴비화 공정 연구

류종원,Ryoo, J,.W. 한국축산환경학회 2007 축산시설환경학회지 Vol.13 No.2

축산분뇨와 톱밥을 혼합하여 수분조절을 한 후 발효조에 투입하는 방식이 아닌 발효상에 미리 투입된 톱밥위에 축산분뇨를 살포하면서 교반처리하여 발효증발 처리하는 시스템을 이용하여 퇴비 발효층의 온도, 수분함량, 수분수지, 퇴비의 비료성분을 연구하였다. 1. 본 처리공정은 과다한 수분을 신속하게 침출수 강제배출 방식으로 배출하여 슬러리 투입분뇨의 함수율이 높더라도 수분증발이 이루어지고 발효상 함수율은 $65{\sim}73%$ 전후로 유지되었다. 2. 연속퇴비화 과정에서 시험기간 중에 10.6% 정도의 침출수가 발생되었다. 또한 5개월 가동 기간 동안 톱밥 $1m^3$ 투입 당 $3.16m^3$의 돈분슬러리 처리가 가능하였다. 3. 침출여과액은 오염물질농도가 낮아져 투입분뇨 대비 BOD는 86.5%, SS은 96.2% 저감되었다. 4. 퇴비사의 미기상 분석결과 상대습도는 낮 시간을 제외한 야간시간에는 $80{\sim}100%$로서 높았다. 퇴비사의 습도가 높아지면 퇴비화 과정 중 수분증발 효율이 저하의 원인이 될 것으로 사료된다. To develop the composting system to reduce the use of bulking agent, continuous composting was performed with farmer scale facility, The plant comprises a horizontal pit reactor closed inside a greenhouse and equipped with a turning machine moving on rails. The pit was 9m wide and 50m long and the maximum height of loaded materials was $1.8m^2$. The materials remained in the reactor for 5 months. During the composting process, temperature and water content measured and water balance was evaluated. The reaction temperature of composting was changed $30{\sim}50^{\circ}C$ and high in the middle and low in under composting piles. The moisture contents of the compost were approximately 70% during the experiment. The amount of effluent was 10.6% and $3.16m^3$ of pig slurry per $1m^3$ of bulking agent was treated during continuous composting process. BOD and SS reduction of the effluent in continuous composting was 86.5% and 92.2%, respectively. Indoor relative humidity in night time was changed between 80 and 100%.

가축 액상분뇨의 시용방법이 벼의 생육과 수량에 미치는 영향

류종원,홍미자,Ryoo J. W,Hong M. Z. 한국축산환경학회 2004 축산시설환경학회지 Vol.10 No.2

본 연구는 액상분뇨 시용방법의 벼의 생육특성, 수량, 수량구성 요소, 쌀 품질에 미치는 영향을 구명하기 위하여 실시되었다. 처리는 액상분뇨를 기비만 처리한 처리구, 액상분뇨를 기비로 시용하고 화학비료를 추비로 시용한 시험구, 대조구로 화학비료 시용구를 두었다. 시험결과를 요약하면 아래와 같다. 1. 초장은 생육초기 화학비료구가 가장 큰 것으로 나타났으나 생육후기에는 초장의 차이가 처리구 간에 크지 않았다. 분얼 수의 경우도 화학비료구가 액비 시용구보다 더 많았다. 엽록소 함량은 생육초기 화학비료 시용구에서 생육 후기에는 처리간에 유의한 차이가 없었다. 2. 수량구성 요소에 있어서 주당수수는 화학비료구가 가장 많은 것으론 나타났다. 수당립수는 액상분뇨 시용구에서 가장 많았으며 천립중은 시비처리구 사이에 차이가 없는 것으로 나타났다. 등숙율에 있어서는 화학비료 시용구가 높은 것으로 나타났다 3. 벼의 정조수량은 화학비료 시용구에서 가장 높았고 액비+화학비료구에서 $3\%$ 액상분뇨 시용구에서 화학비료 시용구 대비 $5\%$ 감수되었다. 4. 쌀 품질은 액상분뇨 시용구와 액비기비 +화학비료 추비구가 화학비료구에 비해 상당히 높게 나타났다. 단백질 함량은 액비 시용구가 화학비료 시용구보다 유의성있게 낮았다. 따라서 쌀 품질 향상에 적절한 양의 액비 시용이 효과가 있는 것으로 나타났다. Field experiments were conducted in 2002 on sandy loam soil under variable fertilizer management; swine slurry and chemical fertilizer. The effect of different fertilizer management and application method on the growth characteristics and yield of rice were determined. The rice was planted to examine the effect of swine slurry on the crop growth. As slurry manure was fertilized, yield of each group of rice was decreased from 3 to $5\%$. In conclusion, basal application of slurry was maintained productivity of rice, but to improve of productivity of rice, the rice should be fertilized with the basal application of animal slurry and supplementary application of chemical fertilizer. The results indicates that application of animal slurry improves quality of rice rather quantity, which means grain yield. Rice quality of the slurry+chemical and the slurry were significantly better than that of the chemical fertilizer. That indicates application of animal slurry could improve rice quality. Application of animal slurry seemingly has potentials for reducing pollution of animal slurry and improving environment of rural area as well as producing high-quality rice.

고수분 돈분슬러리의 톱밥여과 퇴비화 현장적용 연구

류종원,Ryoo, J.W. 한국축산환경학회 2008 축산시설환경학회지 Vol.14 No.2

본 연구는 고수분 돈분뇨슬러리를 재료로 하여 톱밥여과 호기성 퇴비화 현장시설의 환경요인과 효율을 구명하기 위하여 퇴비화 과정중 온도, 수분함량, 물질수지, 수분증발량, 침출수 발생량, 퇴비 품질을 조사하였다. 분뇨투입은 퇴비화 초기에는 매일 분뇨를 투입하고 $2{\sim}3$주 이후에는 1주일에 2회씩 투입하여 처리하게 설계하였다. 본 시험에서는 발효조에 톱밥을 채우고 6개월간 지속적으로 분뇨를 발효장에 살포하고 교반하여 연속 호기성 발효 처리하는 퇴비화 방식의 농가에서 시험이 수행되었다. 1. 퇴비발효상의 온도는 상층부 $57.7^{\circ}C$, 중간부 $50.9^{\circ}C$, 하층부 $44.4^{\circ}C$를 나타내어 상층부가 가장 높고 하층부가 가장 낮았다. 교반 후 $3{\sim}5$시간 후부터 온도가 $36{\sim}50^{\circ}C$로 저하되었으며 교반 8시간 후부터 온도가 $64.5^{\circ}C$로 상승하여 정상온도를 유지하였다. 퇴비발효상 내부 온도의 일중 변화는 크지 않는 $20{\sim}30^{\circ}C$ 범위에 있었으나 상대습도는 $50{\sim}99%$로서 변화가 매우 컸다. 2. 퇴비발효상의 수분수지를 산출한 결과 총 투입수분량의 10.3%가 침출수로 배출되었고, 78.4%는 증발량으로 배출되었다. 본 호기성 퇴비화 시설은 수분 증발량이 높아 침출수 배출량을 제외하고 톱밥 $1m^3$당 $3.16m^3$의 슬러리 처리가 가능하여 수분조절제인 톱밥의 절감효과가 있었다. 3. 퇴비발효상 여과 침출액의 수질은 투입 슬러리 대비 BOD는 89.5%, CODcr는 81.2%, SS는 97.5% 저감되었다. 4. 최종 퇴비의 품질은 유기물은 29.1%, OM/N의 비율은 46.9%이었으며 중금속 함량은 비료공정규격 기준에 적합하였다. This study was carried out to investigate the operating characteristics, water balance and chemical properties of compost during the composting with pig slurry on-farm trial. The composting plant with sawdust pile filteration was done in a forced aeration inside a house and equipped with a turning machine moving on a rails. The composting pit was 4.6m wide, 53m long and the maximum height was 2m. A field scale aerobic composting facility was tested the composting efficiency of high moisture pig slurry. The sawdust materials remained 6 months. Pig slurry was added to compost pile every other day during 6 months run. The temperature in compost pile and compost house, and input and output of moisture were measured during composting process. The result are summarized as follows; 1. The temperature of compost was varied in range of at $22.4^{\circ}C{\sim}71.1^{\circ}C$. After turning, the composting temperature decreased to $50^{\circ}C{\sim}36^{\circ}C$ during $3{\sim}5$ hours, and then raised to $64.5^{\circ}C$ 2. The temperature of compost house was maintained $20^{\circ}C{\sim}30^{\circ}C$, and relative humidity was varied in range of $50{\sim}99%$. 3. BOD, CODcr and SS of leachate water was reduced 89.5%, 81.2%, 97.5%, respectively. 4. The content of heavy metal in the final compost was lower those of Korea standards. 5. The amount of effluent was 10.2%. Total evaporation during composting Period were 74.8%. The amount of slurry per $1m^3$ sawdust was $3.16m^3$ without treatment of effluent output.

살수여상 활성오니 연계방법에 의한 축산뇨요수 처리

류종원,Ryoo J. W. 한국축산환경학회 2004 축산시설환경학회지 Vol.10 No.2

본 연구는 유지관리비가 적게 소요되고 관리가 용이한 에너지절감형 축산뇨오수 처리기술을 개발하기 위하여 목편 살수여상과 활성오니를 정화기술하는 처리기술을 연구하였다. 1. 스크레파 축사의 축산뇨오수 처리를 위한 목편칩 살수여상 활성오니 연계 시스템을 개발하였다. 처리공정은 축산뇨오수 원수$\to$스크린$\to$목편칩 살수여상$\to$활성오니$\to$침전/오존처리 공정으로 처리하였다. 2. 처리결과 축산뇨오수 원수의 BOD 8,620mg/$\iota$ 에서 최종처리수의 BOD는 58mg/$\iota$로 처리되었다. 또한 COD_{Mn},은 원수 4,290mg/$\iota$에서 232mg/$\iota$, SS 2,228mg/$\iota$에서 49.5mg/$\iota$, T-N 4,223mg/$\iota$에서 395mg/$\iota$, T-P 97.4mg/$\iota$에서 8.0mg/$\iota$로 처리되었다. 3. SS는 목편살수여상조에서 $71.1\%$가 제거되어 활성오니 처리 대비 슬러지 발생량이 $70\%$ 절감되었다. This experiment was conducted to evaluate combination system of wood chip trickling system and activated sludge process. The results obtained are summarized as tallows. The trickling filter system using wood chip was used as a biological pre-treatment system for treating piggery wastewater. At pre-treatment the removal efficiencies were BOD $91\%$ CODmn $65\%$, SS $75\%$ T-N $73\%$, T-P $69\%$. After pre-treatment the removal efficiencies in activated sludge process were BOD $99\%$ CODmn $94.6\%$, SS $97.8\%$ T-N $91.1\%$, T-P $91\%$. This study shows a very stable method with pre-treatment of trickling filter using wood chip. These combined treatment system was very useful for piggery wastewater.

액상분뇨와 화학비료의 혼합 맞춤비료 시용이 벼의 생육과 수량에 미치는 영향

류종원,Ryoo, J.W. 한국축산환경학회 2007 축산시설환경학회지 Vol.13 No.2

본 연구는 가축액상분뇨의 비료성분 불균형을 화학비료로 조정하여 작물양분의 최적화에 의한 벼의 생육과 품질향상을 검토하기 위하여 수행되었다. 양돈분뇨발효액비와 화학비료를 혼합하여 조제한 맞춤비료(LCSC)의 시용이 벼의 생육특성, 수량, 수량구성요소, 쌀 품질에 미치는 영향을 조사하였다. 처리구는 맞춤비료(LCSC) 기비 50% + 화학비료 50% 추비구, LCSC 기비 75% + 화학비료 25% 시용구, 100% LCSC 시용구, 100% 양돈 분뇨발효액비 시용구(LM)를 두었다. 또한 대조구로 화학비료 시용구를 두었다. 1. 초장은 생육초기에 화학비료 시용구와 LCSC와 화학비료 혼합 시용구에서 가장 큰 것으로 나타났다. 생육후기의 초장은 LM 시용구가 가장 적었다. 분얼수의 경우도 화학비료 시용구와 LCSC 시용구가 LM 시용구 보다 더 많았다. 엽록소 함량은 생육초기 화학비료 및 LCSC 시용구에서 LM 시용구 보다 높았으나 생육후기에는 LM 처리구와 LCSC 100% 처리구 사이에 유의한 차이가 없었다. 2. 수량구성요소에 있어서 주당수수는 화학비료구와 LCSC 기비 + 화학비료 추비 시용구에서 가장 많은 것으로 나타났다. 수당립수는 화학비료 시용구에서 가장 많았으나 처리간에 유의한 차이를 나타내지 않았다. 천립중과 등숙률은 처리구 사이에 유의한 차이를 나타내지 않았다. 3. 벼의 정조수량은 LCSC + 화학비료 혼합 시용구에서 681 kg/10a로서 가장 높았다. LCSC 100% 기비시용구의 정조수량은 화학비료 대비 9% 감수되었으며, LM 시용구는 화학비료 시용구 대비 7% 감수되었다. 4. 현미의 미질은 LM 시용구와 LCSC 100% 기비 시용구에서 화학비료 시용구에 비하여 유의성 있게 높게 나타났다. 현미의 단백질 함량은 화학비료 시용구에서 LM 시용구와 LCSC 100% 기비 시용구보다 유의성 있게 높았다. 따라서 쌀 품질향상에 적절한 양의 LCSC와 화학비료 혼합시용이 효과가 있는 것으로 나타났다. Field experiment was conducted to assess the influence of liquid compost supplemented with chemical fertilizer on the rice growth and yield in 2005. Treatments consisted of liquid compost supplemented with chemical fertilize.(LCSC), liquid manure(LM), chemical fertilizer(CF), LCSC 50% + 50%CF, LCSC 75% + 25%CF. The plant height and tiller's number in plots of 100% basal application plot by LCSC and LM plot were lower than that of chemical fertilizer. But in the plot of basal application by LCSC and top dressing by chemical fertilizer, the height and tilters of rice were significantly difference with LM application plot. And the leaf color the plots by LCSC and chemical fertilizer was darker than that of the LM application plot. In plots by LCSC treatment, number of panicles per hill was higher that of LM plot. As the plot of 100% basal application by LCSC was fertilized, the yield of rice was decreased compared with chemical fertilizer. But the rice yield of basal fertilization by LCSC and top-dressing by chemical fertilizer was 7% increased compared with LM plot. The application plots by LCSC + chemical fertilizer plot were maintained productivity of rice, the rice should be fertilized with the basal application of LCSC and top-dressing of chemical fertilizer. The quality of brown rice was best in LM and LCSC plot, whereas in chemical fertilizer plot, it was the worst by increased of protein content. The results indicates that the application of LCSC + chemical fertilizer improves quality of rice rather quantity.

가축액상분뇨 연용이 벼 생육과 수량에 미치는 영향

류종원,Ryoo, J.W. 한국축산환경학회 2007 축산시설환경학회지 Vol.13 No.1

1. 액비 1년 시용구의 생육초기 벼의 분얼수 및 초장은 화학비료 시용구 보다 낮았다. 액비 5년 연용 시용구는 화학비료 시용구와 대등한 분얼수와 초장을 나타내었다. 2.수량구성요소에서 주당수수는 액비 5년 연용구가 화학비료 시용구 보다 높았으나 등숙률은 낮아졌으며 수당영화수와 천립중은 처리구 사이에 통계적으로 유의한 차이를 나타내지 않았다. 3. 액비 5년 연용 시용구의 벼 수량은 화학비료 시용구 보다 4% 증수되었다. 그러나 액비 1년 시용구에서는 6% 감수되었다. 벼 재배시에 액비 3년 시용구는 화학비료와 대등한 생산량를 나타내었다. 4. 액비 1년, 3년 시용구의 쌀 식미치는 72.6, 71.3점으로서 화학비료 시용구와 대등 하였다. 그러나 액비 5년 시용구의 쌀 식미치는 72.4로서 다소 높았으나 화학비료 시용구와 통계적으로 유의한 차이를 나타내지 않았다. 5. 가축액비 5년 연용 시용구의 토양은 유효인산 함량이 높아졌고 치환성 칼륨 함량이 $0.61cmol^+/kg$로서 화학비료 시용구의 $0.49cmol^+/kg$ 보다 높아졌다. This study was carried out to determine the effect of continuous application of animal liquid slurry on the growth and yield of rice in 2005. Field experiment was conducted under variable continuous application years of animal liquid slurry; 1, 3, 5 application years of slurry and chemical fertilizer as control plot. The effects of different application years of slurry on the growth characteristics and yield of rice were determined. The plant height and tiller's number of 1 year application of liquid slurry were lower than those of the chemical fertilizer plot. But in the plot of 5 years continuous application of animal slurry, the height and tillers of rice were higher than those of 1 year application. And the color of leaf 5 years application years plot was darker than that of the chemical fertilizer. Yield of the 5 years continuous application of slurry was 4% higher than that chemical fertilizer, but that of 1 year application was decreased 6% compared with chemical fertilizer. The long time application of animal slurry was increased content of organic matter, $P_2O_5$ and exchangeable caution(K) in soil.

양돈 슬러리 퇴비화 방법의 수분증발율 및 경제성 분석에 관한 연구

박치호,윤태한,류종원,김재환,최태범,최동윤,곽정훈,정광화,김형호,Park, C.H.,Yoon, T.H.,Ryoo, J.W.,Kim, J.H.,Choi, T.B.,Choi, D.Y.,Kwag, J.H.,Jeong, K.W.,Kim, H.H. 한국축산환경학회 2002 축산시설환경학회지 Vol.8 No.2

To evaluate composting process of piggery slurry, we made $1m^3$ bench scale composting reactor, and investigated the input and output of mass, moisture evaporation, volatile solid degradation, and running cost. For 15 days experimentation the results was as followed, The quantity of sawdust used was 0.47ton(18,000won) per 1ton slurry. The amount of moisture evaporated was 16.8kg/kg VS degradated. Total evaporation and VS degradation were 24.8%, 5.7% respectably. To analysis the running cost of that, we included only two factors, sawdust cost and compost income. The compost price to sell was 63won/kg(50% of market price) it made 8,694won income to 756 won loss, but 25won/kg, it was $13,650{\sim}23,100won$ loss per 1 ton slurry in the current pig farmer's condition. This cost was $8.5{\sim}14.4%$ of pig production cost and damage strongly to pig farmers to treat it.

돈분뇨 고액분리액 시용에 따른 혼파초지의 생산성과 토양화학적 특성의 변화

김원호,신재순,이혁호,류종원,최기준,임용우,김기용,이기종 한국축산학회 1999 한국축산학회지 Vol.41 No.4

This experiment was carried out to determine the effect of the swine liquid manure separated its slurry on the dry matter yield, botanical composition and soil characteristics at pasture. The results obtained at National Livestock Research Institute(RDA), in Suwon from 1994 to 1997 are summarized as follows; The dry matter yields of swine slurry nitrogen 100%(T3), 75%(T4) and 50%(T5) were showed 94%, 91% and 75% of chemical fertilizer(T2)'s yield, respectively. and it was not significant difference between the yield of chemical fertilizer(T2) and swine liquid manure(50%)+chemical fertilizer(50%). According to application of swine liquid manure, the weed ratios of its plots were lowed by increasing its coverage and grasses. We conclude that the application of swine liquid manure(50%)+chemical fertilizer(50%) can be applied on grassland without adverse effect on dry matter production, quality of herbage, soil chemical properties.