가축분뇨 연소과정의 미세먼지 배출계수 개발 : -우분을 중심으로-

유재호 세종대학교 대학원 2020 국내석사

우리나라의 가축 사육두수는 꾸준히 증가하고 있으며, 가축분뇨 발생량도 지속적으로 증가하는 추세를 보이고 있다. 가축분뇨의 가장 큰 수요처는 퇴비를 사용하는 농가이지만, 국내 농경지 면적은 계속해서 감소하고 있는 실정이다. 가축분뇨의 새로운 사용처로서 가축분뇨의 에너지화 및 활용이 시도되고 있다. 정부에서는 「가축분뇨 고체연료시설의 설치 등에 관한 고시」를 제정하여 가축분뇨를 고체연료로 사용하기 위한 제도적 기반을 마련하고 있다. 가축분뇨를 연소하게 될 경우 ‘탄소중립(Carbon Neutral)’개념으로 인하여 이산화탄소 배출량을 보고하지 않아도 되지만, 미세먼지 발생 등 대기오염 문제를 야기할 수 있다. 본 연구에서는 가축분뇨 중 우분 연소과정에서 발생하는 미세먼지와 초미세먼지의 배출농도를 측정하고, 미세먼지 배출계수를 개발하여 정확한 미세먼지 배출량을 산정하고자 한다. 우분 연소과정에서 발생하는 미세먼지 배출계수 산정을 위해 경기도 소재 축사에서 우분 시료를 수집하여 건조하였다. 연소 실험은 농가에서 일반적으로 사용하는 화목난로에서 진행하였다. 미세먼지 농도 측정을 위한 장비로는 Cascade Impactor를 사용했으며, 중량농도법(Gravimetric Measurement Method)으로 미세먼지 농도를 산정하였다. 우분 연소과정에서 발생하는 PM-10 농도는 138.36mg/m3 ~ 3,213.56mg/m3으로 PM-2.5 농도는 133.09mg/m3 ~ 3,153.97mg/m3으로 분석되었다. 이를 기준으로 PM-10 배출계수는 2.48g/kg ~ 7.72g/kg 사이로 나타났으며, 평균값은 4.02g/kg으로 산정되었다. PM-2.5 배출계수는 2.16g/kg ~ 7.57g/kg으로 분석되었으며, 평균값은 3.72g/kg으로 나타났다. 우분 시료의 수분 함유율과 PM-10 및 PM-2.5 배출계수 사이의 상관계수를 분석한 결과, 각각 0.76, 0.80으로 나타나 강한 양의 상관관계를 갖는 것으로 나타났다. 즉, 우분 시료의 수분 함유율이 증가할수록 PM-10과 PM-2.5 배출량이 증가함을 의미하는 것이다. 본 연구는 잠재적인 대체 연료로 거론되고 있는 가축분뇨 중 우분 연소과정의 미세먼지 배출계수를 개발하였으며, 우분 연소에 따른 기후⋅환경영향을 분석하였다.

가축분뇨 시용이 하계 사료작물의 생산성에 미치는 영향

최광원 대구대학교 대학원 2011 국내석사

본 연구는 환경오염을 감소시키고, 안전한 유기축산물의 생산에 기여할 수 있는 유기조사료를 효율적으로 생산하기 위해 대표적인 하계작물인 옥수수와 사초용 수수에 액상 우 분뇨와 발효 우 분을 시용하여 작물의 생산성과 사료가치를 평가하고, 토양의 지력 향상과 가축분뇨의 자원화를 위해 가축분뇨의 적정 시용수준을 구명하며 단위면적당 유기한우의 사육능력을 추정하고자 하였다. 옥수수와 사초용 수수의 연간 건물과 가소화양 분 수량은 화학비료 NPK구가 가장 높았으나(p<.05), 가축분뇨 시용구간에는 유의적 차이는 없었고, 가축분뇨 시용구간은 발효우분 보다 액상우 분뇨가 그리고 100% 시용구 보다는 150% 시용구가 높은 경향이었다. 옥수수의 RFV는 액상 우 분뇨 100% 시용구가 화학비료 NPK구 보다 유의하게 높았고(p<.05), 사초용 수수의 RFV는 가축분뇨 시용구 중 발효우분 100%와 액상 우 분뇨 150%구가 높았다.(p<.05). 유기한우 사육능력은 옥수수의 경우 화학비료 NPK구가 ha 당 평균 6.26두를 사육할 수 있었으나 발효우분 150%, 액상 우 분뇨 100~150% 수준의 평균 5.24∼5.97두와는 유의적인 차이가 나타나지 않았다. 사초용 수수에서도 화학비료 NPK구가 ha당 평균 4.08두로 가장 높았으나(p<.05), 발효우분 150%, 액상 우 분뇨 100과 150% 시용구의 평균 2.63∼3.38두와 유의적인 차이는 나타나지 않았다. 이상의 결과로부터, 사료작물 재배토양에 인산과 칼리 등 화학비료 대신 가축분뇨 특히 발효우분 보다는 액 상우 분뇨의 시용이 더욱 효과적 이었고 시용수준은 100%(200kg N/ha)와 150%(300kg N/ha)의 수준간에 차이를 나타내지 않아 이들만으로도 사료작물의 건물 및 가소 화양 분수 량을 향상시킬 수 있을 뿐만 아니라 연간 유기한우 사육능력도 증대하였으므로, 가축분뇨 재활용을 통한 유기조사료의 생산은 환경오염 감소와 자원 순환 형 친환경 농산물 생산에도 기여할 수 있을 것으로 생각된다. This study was carried out to estimate the selection of appropriate forage crops, proper application levels of livestock manure, and carrying capacity per unit area for organic livestock, as influenced by livestock manure application levels compared with chemical fertilizer to corn and sorghum × sorghum hybrid, in order to produce organic forages by utilizing livestock manure. For both corns and sorghum × sorghum hybrids, no fertilizer plots had significantly (p<.05) lower annual dry matter (DM), crude protein (CP) and total digestible nutrients (TDN) yields than those of other plots, whereas the N+P+K plots ranked the highest yields, followed by 150% cattle manure plots and 100% cattle manure plots. Dry matter, CP and TDN yields of cattle manure plots were significantly (p<.05) higher than those of no fertilizer and P+K plots. In applying cattle manure, the yields of cattle slurry plots tended to be a little higher than those of composted cattle manure plots. Assuming that corns and sorghum × sorghum hybrids produced from this trial were fed at 70% level to 450 ㎏ of Hanwoo heifer with 400g of average daily gain, livestock carrying capacity (head/year/ha) ranked the highest in N+P+K plots of the case of corns (mean 6.0 heads), followed by 150% cattle slurry plots (mean 6.0 heads), 150% composted cattle manure plots (mean 5.3 heads), 100% cattle slurry plots (mean 5.2 heads), 100% composted cattle manure plots (mean 4.3 heads), P+K plots (mean 3.1 heads), and no fertilizer plots (mean 2.8 heads). Meanwhile, in case of sorghum × sorghum hybrids, N+P+K plots (mean 4.1 heads) ranked the highest carrying capacity, followed by 100~150% cattle slurry plots (mean 2.6 ~ 3.4 heads), 150% composted cattle manure plots (mean 3.1 heads), 100% composted cattle manure plots (mean 2.4 heads), P+K plots (mean 2.1 heads), and no fertilizer plots (mean 1.7 heads).

가축분뇨 수처리 공정에서 발생하는 탈수케익을 이용한 고형연료의 특성 연구

이현구 서울시립대학교 일반대학원 2012 국내석사

가축분뇨는 작물에게 유익한 영양원인 동시에 척박한 토양의 개량제로 축산농가는 대부분 어떠한 처리도 없이 농지에 시비해 왔다. 인구가 증가하고 축산진흥 정책과 국민 소득 향상에 따른 육류 및 유제품 소비가 증가함에 따라 가축의 사육수 또한 증가하게 되었다. 축산농가의 대규모화 현상은 축산경영 비용저감과 대량의 육류 소비에 효과적일 뿐만 아니라 가축분뇨를 처리하는 과정도 소규모 축산농가가 곳곳에 산재되어 있는 것보다 대규모 축산 농가가 분뇨 수거에도 용이하다. 가축분뇨를 포함한 유기성 슬러지에 대한 국내외 규제가 강화됨에 따라서 우리나라는 「가축분뇨의 관리 및 이용에 관한 법률, 제정2006」등 가축분뇨의 자원화에 대한 정책이 증가하게 되었다. 가장 많은 비율을 차지하는 자원화 공법은 퇴비로 유기성 물질이 미생물에 의해 분해되고 안정화되는 과정으로 오래전부터 유기질 폐기물을 처리하는데 이용되었다. 하지만 생산된 퇴비는 계절에 따라 시비하는 시기가 정해져 있고 퇴비의 부숙 기준이 정해져 있지 않아 유기물이나 병원균에 의한 부작용을 초래할 수 있다. 반면 정화처리시에는 중금속이나 병원균과 같은 환경오염물질에 대한 오염은 줄일 수 있으나 공정 후 발생하는 탈수케익의 처리가 필요하다. 이에 본 연구에서는 가축분뇨 자원화 공법중 정화처리시 발생하는 탈수케익의 재활용 방안으로 연료화의 특성을 알아보고자 한다. 탈수케익의 물리 · 화학적 특성 분석 결과 폐기물관리법 중금속 함량기준을 초과하지 않았고 건조고위발열량이 평균 4,012.26 kcal/kg이며, 연료로 사용될 유기성 오니의 저위발열량이 3,640.67 kcal/kg로써 연료로 사용될 기준에 적합하였고 탈수케익과 저품질 무연탄의 최적 혼합비율 산정 후 고형연료로 제조한 후 연탄과 비교해 기초 연소 실험을 한 결과 SOx를 제외한 CO, NOx 항목은 혼합연료가 비교적 낮은 배출 농도를 보였다. 폐기물관리법에서 유기성 슬러지를 이용한 연료의 품질 기준을 분석한 결과 수분함량, 회분함량, 황분함량, 금속성분 항목 모두 기준에 적합한 것으로 분석되었다. 실험 결과를 종합해 볼 때 탈수케익과 저품질 무연탄을 혼합해 연료로 성형하여 겨울철 난방용으로 사용하는 연탄 및 석유제품을 대체해 난방비 증가로 어려움을 겪고있는 원예농가시설이나 축사 난방, 비닐하우스 열풍기 등 농업 난방용으로 활용할 수 있을 것으로 사료된다. Livestock excretions is not only a useful source of nutrition for crops, but also a good soil ameliorater and stock farmers usually have topdressed them on farmlands without going through any procedures. As the population and livestock promotion policies as well as consumption of meat and dairy products in accordance with the enhancement of national income increases, the number of livestock have also increased as well. The expansion of stock farmers not only reduces costs for livestock management and is effective for large amounts of meat consumption, but also makes it more efficient to collect manure compared to small-sized stock farms scattered in a lot of places. In accordance with the strengthening of domestic regulations regarding organic sludge including manure, Korea has increased policies on resourcifying manure such as the 「Law on livestock excretions management and usage」. The resourcifying method possessing the greatest ratio is compost which goes through a process where organic substances are decomposed and stabilized by microorganisms and have been used to dispose organic wastes for some time. However, the produced compost have certain designation seasons it has to be topdressed and the decomposing standards are not determined which can lead to side-effects caused by organic matters or pathogenic bacteria. On the other hand, in the public treatment, the pollution caused by pollution substances such as heavy metals and pathogenic bacteria may be reduced, the disposal of the dewatered cake afterwards is required. In this sense, this study has its purpose in examining the characteristics of fuel as a recycle-able method of the dewatered cake from the public treatment of the resourcifying method of animal excreta treatment Process. As a result of analyzing the chemical/physical characteristics of the dewatered cake, it did not exceed the amount of heavy metal regulated by waste management law standards and the dry higher heating value was an average 4,012.26 kcal/kg, the lower heating value of the organic sludge that will be used for fuel was 3,640.67 kcal/kg which is suitable for fuel-usage standards, and as a result of conducting a research on basic combustion by comparing coal with the solid fuel made from calculating the optimum mixture ratio of a dewatered cake and low-quality anthracite, for the CO, NOx categories excluding SOx, the mixture fuel showed a relatively low emission concentration. According to the waste management law, results from analyzing quality standards of the fuel using organic sludge showed that the moisture content, ash content, sulfur content, and metal content all appropriately matched standards. To sum up the research results, by using fuel made from combining dewatered cake and low-quality anthracite as an alternative to coal and oil products used for heating in the winter season. It is expected for horticultural farms, livestock farms, and vinyl houses going through hardship due to an increase in heating costs to use the fuel for agricultural heating.

가축분뇨 자원화에 관한 연구

김재호 경북대학교 대학원 2008 국내석사

본 연구에서는 현재 제시되어 있는 가축분뇨의 배출과 처리 현황을 대상으로 해양 투기량을 감축하고 자원화 할 수 있는 방안에 대해 연구한 결과는 다음과 같다. 1) 가축분뇨를 쳬수가 아닌 유기질 비료라는 인식전환이 필요하며 가축분뇨의 자원화 중 국내실정에 비춰볼 때 퇴비화가 현실적이다. 그 방법으로는 국내의 지형적 여건 및 논농사 위주의 경작형태로 판단할 때 유지관리 및 처리비용의 절감, 대기오염 절감, 지구온난화 저감 등 장점을 가진 호기성 액비화 방안이 적합하다. 2) 가축분뇨의 가공처리 후 20~40%는 사료화가 가능하며, 가축분뇨 중 영양적 가치가 높은 것은 육계분으로 우리나라에서 연간 생산되는 육계분의 총량은 200만톤이상이다. 이를 kg당 70원으로 가정하면 1400억원 규모로 단백질 공급량으로 보면 건조중량으로 약 350,000톤 정도이다. 3) 가축분뇨는 사료가 소화 흡수된 후에 남은 찌꺼기지만 많은 유기물을 포함하고 있어 연료로 에너지이용이 가능하다. 연간 배출되는 가축분 고형물량은 약 1,000만톤으로 그 발열량은 1kg당 3,000kcal로 석유로 환산한다면 약 3,000kL이며 약 50일 분의 석유사용량에 해당한다. 따라서 가축분뇨의 에너지화로 가축분뇨의 대체에너지의 가능성을 충분히 생각해볼 가치가 있을 것으로 사료된다. From the research which it sees currently exhaust of the livestock nightsoil which is presented and control present condition it reduces an oceanic abandonment quantity in the object and the resources the result which it researches with afterwords is same in about the plan which is the possibility of doing. 1) The livestock nightsoil the conversion of the recognition which is an organic substance fertilizer where is not the waste water is necessary and when in the domestic actual condition in middle of the resources of the livestock nightsoil the non-loach seeing, actual the compost it is. When judging in cultivation form of terrain circumstance and rice farming putting first of domestic, the aerobic liquid fertilizer secret story plan which has a maintenance and the curtailment, an air pollution curtailment and a global warming reduction etc. strong point of control expense is suitable with the method. 2) After processing controlling of the livestock nightsoil 20~40% feed is possible, in the livestock nightsoil the vegetative value being high with meat fowl droppings the total quantity of meat fowl droppings annual output is above 2,000,000 ton from our country. When per kg it will reach for 70 won it assumes at 140,000,000,000 won level it sees with protein supply quantity and it is about 350,000 ton degree at dry weight. 3) The livestock nightsoil feed digesting after absorbing, dregs which remains is including the many organic matter and the energy use is possible with the fuel. If the annual the livestock nightsoil solid amount of material which is discharged at about 1,000 ten thousand tons the calorific power per 1kg with 3,000kcal changes with the petroleum, it is about 3,000kL. The amount used 50th it corresponds to the petroleum. Consequently it becomes feed with the fact that it will be the value which tries to think the possibility of alternative energy to the livestock nightsoil enough.

가축분뇨 고형연료화의 인 회수 및 온실가스 감축 효과 분석

하다현 우송대학교 철도융합대학원 2022 국내석사

국내 가축 사육두수가 증가함에 따라 가축분뇨의 발생량 또한 꾸준히 증가하고 있다. 가축분뇨 발생량은 2019년 기준 10년간 13% 증가하였다. 가축분뇨의 발생량은 꾸준히 증가하는 반면에, 국내 농지 면적의 경우 꾸준히 감소하여 2019년 기준 10년간 7.8%가 감소했다. 또한, OECD 국가 중 질소 수지 1위, 인 수지 2위 라는 심각한 양분 과잉의 문제에 직면해 있어, 가축분뇨의 퇴·액비 중심의 자원화 처리에 대한 문제가 제기되고 있다. 그래서 본 연구는 양분과잉 문제로 자원화만으로 해결이 어려운 가축분뇨 처리를 위해 고형연료화에 대한 장단점분석을 검토하기 위해 수행되었다. 가축분뇨의 연료화를 위해 석탄발전에 의한 온실가스 문제 그리고 가축분뇨 연소 후 발생하는 소각재를 수입에만 의존하고 있는 인산 자원에 대한 대체재로의 적용 가능성을 검토하였다. 가축분뇨 고형연료는 이동성이 우수하며, 퇴·액비화 과정에서 발생하는 온실가스를 저감할 수 있다. 또한 가축분뇨 처리량을 줄일 수 있으며, 태워 열과 재를 발생시키므로 에너지 전환 이용 효율이 우수하다는 장점이 있다. 가축분뇨 고형연료의 사용이 2017년 기준 퇴비화 과정과 석탄발전에서 발생하는 온실가스 배출량을 약 94.4% 감소시켰을 것이라는 계산 결과가 나왔다. 이를 통해 국내 온실가스 문제의 주원인으로 대두되는 석탄발전에 대한 대체 연료가 될 수 있을 것이라 판단했다. 가축분뇨 고형연료의 소각재는 인 함량이 우분 7.3%, 돈분 10.2%로 나타났다. 이는 해외에서 수입하는 인광석의 인 함량에 비해 약 50∼70%의 인을 함유하는 것이다. 중금속의 경우에는 인광석보다 Zn과 Cu의 농도가 높았다. 하지만 우분 고형연료의 경우 하수슬러지 소각재보다 인 함량이 높고, Cu를 제외한 다른 중금속 함량이 적은 것으로 나타났다. 때문에 중금속을 추출하는데 드는 위험과 비용이 하수슬러지에 비해 적을 것으로 판단된다. 인 추출과정에서 Zn과 Cu만 추출할 수 있다면 인을 추출하여 인광석을 대체 할 인산 비료원으로 활용하는데 지장이 없을 것으로 판단된다.

소옥천 유역의 가축분뇨 관리 및 유출 특성분석에 관한 연구

박경서 한밭대학교 산업대학원 2016 국내석사

본 연구에서는 소옥천 유역 내 가축분뇨의 처리가 의무화 되지 않는 신고미만 규모의 소규모 가축농가에서 발생되는 가축분뇨의 처리 및 보관 실태를 조사하고, 비점오염원으로써 주변 수계에 미치는 영향을 파악하여, 향후 적정 관리방안으로써 자원화 시설 도입 시 바이오가스 시설의 적용 가능성을 평가하였다. 가축분뇨는 특성상 오염 부하량이 다른 생활하수에 비하여 매우 높기 때문에 소량이 발생하여도 주변 수계 및 지하수의 수질에 미치는 영향이 매우 크므로 향후 적절한 관리가 이루어지지 않을 경우 가축분뇨에 의한 오염부하는 계속적으로 증가 할 것으로 판단하였다. 소옥천 유역을 금본 F11~16으로 나눠 규모별 사육호수, 사육두수, 발생량을 분석 하여 신고미만을 중심으로 가축분뇨 보관 실태조사와 조사지역 부근의 하천을 건기1회와 우기 2회로 수질분석 하여 건기와 우기의 하천 수질오염 차이를 조사하였다. 그리고 논과 밭 2개소를 선정해 건기와 우기를 각각 3회 수질분석 한 후 각각의 면적과 시간당 강우량을 토대로 우기 시 논과 밭에서 흐르는 오염 부하량을 구해 논과 밭의 수계에 어느 정도 유출 될 것인가 예측하였다. 하천 수질분석 결과는 건기 시 BOD 0.7mg/L, CODcr 7.0mg/L, SS 5.0mg/L, VSS 3.4mg/L, T-N 5.189mg/L, T-P 0.058mg/L 이었다. 우기 시 BOD 0.9 ~ 5.8mg/L, CODcr 15.5 ~ 69.3mg/L, SS 2.6 ~ 45.2mg/L, VSS 2.0 ~ 42.4mg/L, T-N 6.590 ~ 2.656mg/L, T-P 0.196 ~ 0.355mg/L 이었다. 논과 밭 2개소에서 우기 시 산출한 누적부하량은 BOD와 CODcr이 구일리 논 2차 조사 때 각각 0.4421kg/10hr, 2.80kg/10hr로 가장 높은 값을 나타내었다. SS 및 VSS는 구일리 밭 1차 조사 때 각각 25.39kg/10hr 와 3.27kg/10hr로 가장 높은 값을 나타내었다. 반면, 부영양화의 원인 물질인 T-N과 T-P는 구일리 논 2차 조사 때 각각 0.2708kg/10hr과 0.039kg/10hr로 가장 높았다. 평균가중농도에 대한 산정 결과 BOD와 CODcr 값은 구일리 밭 3차 조사때 각각 16mg/L, 116mg/L로 가장 높은 값을 나타내었다. SS와 VSS값은 마전리 논 1차 조사때 각각 1,210mg/L, 156mg/L로 높은 값을 나타내었다. T-N값은 9.09mg/L로 구일리 밭 1차 조사 때 가장 높은 값을 나타내었다. T-P값은 1.47mg/L로 마전리논 3차 조사때 가장 높은 값을 나타내었다. 실태 조사 시 소옥천 유역의 우심지역을 중심으로 한우, 젖소, 돼지, 가금류 축분을 채취해 BMP(Bio Methane Potential)실험을 통해 메탄발생량을 산출하여 소옥천 유역의 메탄 타당성을 평가 하였다. 가축시료에 대한 BMP 실험결과 한우 0.16 L CH4/g VSadded, 젖소 0.20 L CH4/g VSadded, 닭 0.32 L CH4/g VSadded, 및 돼지 0.32 L CH4/g VSadded, 나타내었으며, 혼합가축시료에서는 0.19 L CH4/g VSadded 로 나타났다. 가축분뇨 혐기성 소화시 돼지에서 메탄잠재성 매우 우수하였으며, 한우에서 가장 낮은 메탄잠재성을 나타내었는데 이는 한우의 경우 볏집등 다량의 이물질이 포함된 것으로 사료된다.

가축분뇨로 부터의 온실가스(CH4, N2O) 발생량 조사

이진의 강원대학교 대학원 2012 국내석사

최근 국내 가축사육두수가 증가하고 있으며, 이에 따라 가축분뇨로 부터 발생하는 온실가스(CH4, N2O)의 양도 급속하게 증가하고 있다. 현재 우리나라는 분뇨처리로부터 발생하는 온실가스에 관한 국내 인벤토리 구축이 필요하지만 관련 정보가 매우 부족하여 IPCC(Intergovernmental Panel on Climate Change)에서 제시하는 default emission factors를 사용하여 온실가스 인벤토리를 준비하고 있는 실정이다. 그러나 IPCC GL(Guideline)에서 제시한 값은 지역의 특성을 고려하지 않아 배출량 산정시 큰 불확도를 초래 할 수 있기 때문에 본 연구에서는 우리나라의 지역적 · 기후적 특성을 고려한 축산부문 온실가스 배출계수를 산출하기 위하여 가축분뇨로 부터의 CH4 최대발생량 B0, 분뇨관리시스템으로부터 직접적인 N2O 배출계수 EF3(S)와 가축별 연평균 질소배출량 Nex(T)값을 측정하였다. B0, EF3(S)값을 측정하기 위하여, 우리나라를 대표하는 축종(모돈, 비육돈, 산란계, 한우)을 선별 후 분뇨를 채취하여 각각 다른 온도 환경(중온(37℃), 고온(55℃))에서 혐기적조건과 호기적조건으로 고정하여 CH4와 N2O 발생량을 조사하였다. 가스 발생에 따른 가축분뇨의 성상변화를 분석한 결과 총고형물(TS%), 휘발성고형물(VS%)과 탄소와 질소 비율(C/N비)이 감소하는 반면, 수분함량과 pH는 증가 하였다. 그러나 총 질소함량(TN%)에서는 큰 변화가 관찰 되지 않았다. 축종별 분뇨에서의 CH4발생량은 온도(37℃와 55℃)에 큰 영향을 받지 않는 반면, C/N비가 가 높을수록 많이 발생하는 것으로 나타났다. N2O 발생실험은 가축분뇨의 VS%와 pH가 온도에 따라 영향을 받는 것으로 나타났다. 37℃, 55℃에서 모돈, 비육돈, 산란계, 한우분의 "B0"값(m3 CH4/Kg VS)은 각각0.00068, 0.00037; 0.00016, 0.00004; 0.00096, 0.00016; 0.00074, 0.00539로 IPCC에서 제시한 값에 비해 매우 낮았는데 이는 IPCC의 default 값의 경우 CH4생성균의 활성이 최적화된 조건에서의 CH4 발생량을 산정한 반면 본 연구에서는 자연적인 혐기적 분뇨처리 조건에서의 최대발생량을 산정하였기 때문으로 판단된다. 비육돈과 한우분뇨의 Nex(T)값(Kg N/yr)은 7.67, 28.49로 IPCC GL(1996)에서 제시한 default emission factors(20, 70kg N/yr) 보다 2.5배 낮았으나 산란계의 Nex(T)값은 0.63 kg N/yr로 IPCC GL(1996)에서 제시한 값(0.6 kg N/yr)과 동일한 것으로 나타났다. 연구를 통해 산정된 "EF3(S)"값은 IPCC default emission factors(2006)에 비해 매우 작은 것으로 조사 되었다.

지역 특성을 고려한 친환경축산 발전 방안 : 가축분뇨 발생 및 처리동향 분석

하욱원 건국대학교 농축대학원 2010 국내석사

가축분뇨는 중요한 비료자원이다. 그러나 적정하게 처리하지 못할 경우 환경오염의 요인으로 작용한다. 환경에 대한 관심은 경제성장이 거듭할수록 지속적으로 높아지고 있다. 환경 규제는 계속 강화되고, 2012년부터 가축분뇨의 해양투기도 금지된다. 최근 소비자들은 친환경농산물에 대한 요구도 증대하고 있다. 지속 가능한 친환경축산의 발전을 위해서는 가축분뇨의 자원화가 중요하다. 친환경농업육성을 위해서는 가축분뇨를 이용하여 생산된 고품질의 퇴비·액비를 요구하고 있다. 따라서 본 연구에서는 가축사육두수 변동에 따른 가축분뇨에서 발생되는 비료성분과 오염분질을 분석하고, 지역별, 가축의 종류별 비료성분 및 오염물질의 발생량을 분석하였다. 가축분뇨의 처리정책은 농림수산식품부와 환경부에서 추진 중인 대책을 분석하였다. 분석결과 가축별 비료성분의 발생량은 돼지, 한육우, 닭, 젖소 순이었다. 오염물질의 경우 한육우, 돼지, 닭, 젖소 순이다. 지역별 비료성분 및 오염물질의 발생량은 한육우는 경북지역, 젖소는 경기지역, 돼지는 경기 및 충남지역, 닭은 경기지역이 많았다. 가축분뇨공공처리장의 가동률 제고와 자원화 조직 육성, 사후관리 강화 등이 보완해야할 과제로 드러났다. 따라서 가축분뇨의 효율적 처리를 위해서는 지역별·축종별 비료성분 및 오염물질 발생량에 따른 맞춤식 처리방안이 도입되어야 할 것으로 판단된다. 이를 위해 지역별 처리시설 실태조사, 분뇨 처리공법 선정방안, 처리시설 및 유통기반 확충, 공공처리장의 이용률 제고, 지역단위 자원화 전문체 육성, 중앙 및 지역단위 자원화 컨설팅 조직 육성 등을 가축분뇨 자원화 촉진 방안으로 제시하고자 한다. Livestock manure is a one of important recourses of fertilizers. Unless it disposed appropriately, it becomes a factor of environment pollution. The more economic growth, attentions of the environment is increasing. The environmental regulation is getting strict, moreover, from 2012 the ocean dumping of livestock manure will be prohibited. Recently the customers' needs for environment-friendly agricultural products is also increasing. Resource of livestock manure is important for continuous environment-friendly agricultural. For promoting environment-friendly agriculture, the market demands high-quality fertilizers which are made by livestock manure. In this study, it has been analyzed fertilizer ingredients and pollutants in livestock manures by changing size of livestock keeping and fertilizer ingredients and pollutants emissions by regions, animals. Fertilizer ingredients emissions by animals were in the order of swines<Korean-cattles<broiler chickens<dairy cows. Fertilizer ingredients and pollutants emissions by regions were showed that korean-cattles in Gyeongbuk region, dairy cows and broiler chickens in Gyeonggi region, swines in Chungnam region had more fertilizer ingredients and pollutants emissions. From these results, livestock manure treatment plants need to reconsider operating ratio and make a resource organization and enhance following-up services. Based on results, for the livestock manure's effective treatments, it need to introduce suitable processing by regions, animals, fertilizer ingredients and pollutant emissions. For this goal, each region's present handling facilities, selection of livestock manure management, expansion of handling facilities and distribution, public disposal facilities's coefficient of utilization, raising local organizations, and raising resources consulting organizations in central and local are suggested for the livestock manure's resources.

가축분뇨의 바이오가스 활성화를 위한 정책적 접근방안

고학윤 호서대학교 벤처대학원 2024 국내박사

우리나라는 가축분뇨를 이용한 양분투입은 지속해서 늘어나 양분지수가 OECD 국가 중 가장 높다. 농경지 토양 및 농업생태계 보전을 통하여 지속 가능한 농업을 추구하기 위해서는 합리적인 시비관리, 향후 축산폐수 처리 공정기술의 발전과 더불어 관련 법규 정비 등 종합적인 대책이 시급한 실정이다. 본 연구에서는 해양투기 금지 이후 최근 10년간(2012 ~ 2022년)의 통계 자료를 바탕으로 가축분뇨 발생량, 처리현황을 조사하고, 국내외 가축분뇨 정책 동향에 대한 조사분석을 통하여 가축분뇨의 자원화 및 바이오가스화의 활성화 방안을 제시하고자 하였다. 우리나라 가축사육 총 농가 수는 지속적으로 감소하는 경향을 보이지만, 가축사육 두수는 증가하여 가축사육 농가당 사육밀도가 증가할 것으로 예측되었다. 가축분뇨 총 처리에서 퇴비화가 63.1%로 가장 높은 비중을 차지하였으며 바이오가스화는 유럽의 바이오가스화비율에 매우 낮은 수준을 보였다. 유럽 국가들은 한국과 마찬가지로 가축분뇨를 주로 농업 비료로 사용하며, 90% 이상이 퇴비화, 액비화 또는 바이오가스 생산에 활용되고 있다. 농업정책 및 지침과 국가별 운영으로 양분총량제, 사육두수 제한, 사육권 거래제 등 다양한 정책을 통해 양분을 관리·규제하고 있으며, 지속가능한 축산업과 가축분뇨 관리를 위해 공공차원에서 바이오가스 활성화 지원 정책을 실시하고 있다. 반면에 국내의 경우는 바이오가스 시설의 확충지원에 정책이 집중하고 있어 시설운영에 따른 바이오가스화의 안정적 확대는 매우 미흡한 상황이다. 따라서 국내 축산분뇨의 자원화 및 바이오가스화 증대를 위해서는 첫째, 중앙정부 차원의 대규모 바이오 플랜트 시설 도입 및 지방자치단체의 협력 강화에 의한 정책적 대응과 둘째, 바이오가스화에 따라 발생하는 퇴비와 액비의 사용증대를 위한 규제적 완화, 셋째, 축산분뇨 발생에 대한 공공 DB의 구축 및 정부와 지방자치단체가 주도하는 하향식 가축분뇨 관리(전산화 등)와 같은 제도적 뒷받침이 필요하다. 축산분뇨는 바이오가스의 고부가가치 활용을 위한 유용한 자원으로서 지역사회와의 협력 강화를 중심으로 한 지속가능한 정책이 지원될 경우 단순히 환경 문제 해결을 넘어 에너지 자립성과 지역 경제 활성화, 농업의 지속가능성을 달성할 수 있을 것으로 기대된다. In South Korea, the use of livestock manure for nutrient input has steadily increased, making the nutrient index the highest among OECD countries. To pursue sustainable agriculture through the conservation of agricultural soil and ecosystems, comprehensive measures, such as rational fertilizer management, the development of livestock wastewater treatment technologies, and the revision of related regulations, are urgently needed. This study investigates the amount and processing status of livestock manure over the past decade (2012–2022) based on statistical data after the ban on marine dumping. It also analyzes domestic and international livestock manure policy trends, aiming to suggest ways to promote the resource recovery and biogas production from livestock manure. While the total number of livestock farms in South Korea has been steadily declining, the number of livestock per farm has increased, leading to a predicted rise in the livestock density per farm. Among the total livestock manure processed, composting accounts for the highest share at 63.1%, while biogas production remains at a very low level compared to European countries. In Europe, like South Korea, livestock manure is primarily used as agricultural fertilizer, with over 90% of it utilized for composting, liquid manure, or biogas production. However, European countries regulate and manage nutrients through various policies such as total nutrient load systems, livestock number restrictions, and livestock rights trading, all aimed at managing nutrient levels. They also implement public support policies for the activation of biogas in sustainable livestock farming and manure management. In contrast, South Korea’s policies are focused on expanding biogas facilities, and stable expansion of biogas production from these facilities remains insufficient. To increase the resource recovery and biogas production from livestock manure in South Korea, the following measures are necessary: first, the introduction of large-scale bioplants by the central government and strengthened collaboration with local governments for policy responses; second, regulatory relaxation to promote the increased use of compost and liquid manure resulting from biogas production; and third, the establishment of a public database for livestock manure generation and a top-down livestock manure management system (including digitalization) led by the government and local governments. Livestock manure, as a valuable resource for high-value biogas production, could contribute not only to solving environmental issues but also to achieving energy self-sufficiency, regional economic revitalization, and the sustainability of agriculture, provided that sustainable policies centered on strengthening cooperation with local communities are supported.

가축분뇨공공처리시설의 운영현황 및 효율적인 처리 방안에 대한 연구

임성근 목포대학교 대학원 2011 국내석사

본 연구는 가축분뇨공공처리시설의 적절한 운영과 효율성 제고를 위한 방향제시를 위해 조사하였다. 국내의 축산폐수 관리에 대한 실태를 조사하고 문헌조사 등을 통해서 축산현황과 축산폐수의 적정처리를 위한 주요 정책과 제도, 향후방향 등을 분석하였다. 09년 12월 말을 기준으로 국내에서 운영 중인 가축분뇨공공처리시설은 전국에 총 68개소가 있다. 시설용량은 정화처리 12,580ton/day, 액비화 150ton/day, 가스화 110ton/day등 총 13040ton/day로 나타났다. 운영 중인 가축분뇨공공처리시설에 적용된 처리공법은 총 19곳이 채택되어 있으며, 기타 22개소(32%), 액상부식 18개소(27%), BCS 12개소(18%), BIOSUF 6개소(9%), HBR-2 5개소(7%), B3 5개소(7%) 순으로 나타났다. 대상처리시설의 운전현황을 보면 평균가동률은 64%로 낮은 가동률을 보였다. 이는 가축분뇨의 반입농도가 설계기준을 크게 상회하기 때문으로 보여 졌다. A처리시설과 E처리시설이 시설용량에 비해 낮은 가동률을 보였고, 대체적으로 처리는 적절히 이루어졌다. 결론적으로 가축분뇨공공처리시설의 효율적 운영방안은 그 지역의 정확한 가축사육두수를 파악하여 지역 환경용량과 오염 부하량을 산정하고, 처리시설의 가동률을 극대화하기 위해서는 무엇보다도 반입되는 축분의 성상과 계절적 특성을 제대로 파악하는 것이 필요할 것으로 사료된다. 그리고 가축분뇨의 퇴비 및 액비의 자원화 이용 개선기술이 개발되어야 하며 우리 실정에 맞는 시스템의 개발 및 보급, 유지관리와 운영의 근간이 될 기술개발과 전문 인력을 양성하기 위한 노력도 필요할 것이다. The purpose of the study is to find the direction of the appropriate operation and effectiveness raising of public livestock manure treatment plant. The research of the actual condition in about livestock raising waste water management and literature investigation of domestic has been analyzed for livestock raising present condition and the livestock raising waste water for important policy and the system for the propriety control. The process of operating from domestic showed total 68 places in the entire country about public livestock manure treatment plant.(2009) With the facility dosage purification Treatment of 12,580ton/day, Liquidated Manure of 150ton/day, gasification of 110ton/day etc., total of 13040 ton/day was investigated. The Disposal Methods which is applied in the public livestock manure treatment plant in the process of operating the total of 19 places were adopted, they appeared with other 22 places (32%), liquefied corrosion 18 places (27%), BCS 12 places (18%), BIOSUF 6 places (9%), HBR-2 5 places (7%), and B3 5 place (7%) sprouts. In the operation present condition of objective control plant, the average available rate presented low with 64%. The inflow concentration in livestock excretions seem to exceed a design standard on a large scale. "A" control plant and "E" control plant showed the lower operation rate compared to the amount of their operation capacities, however, the treatment looks accomplished substitutionally appropriately. Finally, we tried to pollutant loadings in housing site, a local environment dosage and an understand the fact to livestock husbandry, maximize the available rate of control plant and compared to and a seasonal pattern well of the fact that necessary to grasp the characteristic as a matter of the excretions. And the resources use improvement technique of the compost and of the Liquidated Manure livestock excretions must be developed, with development and supply and maintenance of the system of actual condition, technical development where becomes the foundation of the operation and a professional manpower it means also the effort for will be necessary.