Floating cover의 Lab-scale 돈사 슬러리피트

암모니아, 아산화질소 발생량 저감에 미치는 영향 평가

Evaluation of NH3, N2O reduction effect of floating cover in lab-scale slurry pit

이주미1, 신진호2, Riuh Wardhani2, 이양준3, 이승훈3, 안희권4*

Jumi Lee1, Jinho Shin2, Riuh Wardhani2, Yangjoon Lee3, Seunghun Lee3, Heekwon Ahn4*

1충남대학교 축산환경학과, 2충남대학교 낙농학과, 3충남대학교 농업과학연구소, 4충남대학교 동물자원과학부

1Dept. of Livestock Environmental Science & Technology, Chungnam National University, Daejeon, Korea

2Dept. of Dairy Science, Chungnam National University, Daejeon, Korea

3Institute of Agricultural Science, Chungnam National University

4Division of Animal and Dairy Science, Chungnam National University, Daejeon, Korea

*교신저자: 안희권(hkahn@cnu.ac.kr)

암모니아는 미세먼지 전구물질이면서 악취에도 큰 영향을 미친다. 2020년 국내 연간 암모니아 총 발생량(261,207톤)의 약 30%를 양돈산업(79,095톤)이 차지하고 있다. 양돈산업 중 돈사 슬러리피트에 분뇨를 저장하는 과정에서 발생되는 암모니아의 비중이 가장 크므로 슬러리피트를 대상으로 한 암모니아 저감 기술 개발이 필요하다. 축산 분야 온실가스 배출량은 약 10.3백만톤 CO₂eq.로 농업분야 총 온실가스 배출량(21.4백만톤 CO₂eq.)의 약 48%를 차지한다. 온실가스 중 아산화질소는 이산화탄소의 약 310배 수준의 지구온난화 잠재력이 있으므로 아산화질소 저감 기술 개발이 필요하다. 따라서 본 연구는 Lab-scale 돈사 슬러리피트 모사 시스템을 이용하여 Floating cover의 암모니아, 아산화질소 발생량 저감 효과를 평가하기 위한 목적으로 수행되었다.

본 실험은 육성돈사에서 채취한 분뇨를 이용해 125일간 21L 부피의 Lab-scale 슬러리피트 모사 시스템에서 수행되었다. 돈분뇨의 함수율과 휘발성 고형물 농도는 각각 92.3±0.1%(w.b.), 76.8±0.1%(d.b.)이었다. 돈분뇨는 돈사 슬러리피트 높이를 고려하여 10.7kg씩 투입하였다. Floating cover는 ABS 플라스틱 소재를 이용하여 직경 4cm의 구 형태로 제작되었다. 처리구는 Floating cover가 슬러리 피트 모사 시스템 내 슬러리 표면적의 약 51.6%를 덮도록 하였다. 슬러리 피트 모사 시스템 Headspace 부피(10.3L)의 시간당 7.5배에 해당하는 양의 공기를 치환해 주었으며, 측면의 입기구를 통해 들어온 공기가 슬러리 표면과 충분히 접촉한 후 포집될 수 있도록 일정 간격을 두고 2개의 가림막(Baffle)을 설치하였다.

연구 결과, 125일차 암모니아 단위면적당 누적 발생량은 대조구 153.8±1.6g/m2, 처리구 72.7±1.95g/m2로, 대조구 대비 처리구에서 약 52.7% 저감된 효과를 보였다(p<0.05). 125일차 아산화질소 단위면적당 누적 발생량은 대조구 597.1±12.1mg/m2, 처리구 572.5±17.5mg/m2으로, 저감효과는 나타나지 않았다.

본 연구에서는 슬러리피트 내 돈분뇨 표면에 Floating cover 적용 시 유의적인 암모니아 발생량 저감 효과를 확인하였다. Floating cover를 양돈 현장에 적용하기 위해서는 돼지의 사료 섭취, 음수, 추가적인 배설 등과 같은 다양한 환경에서 체계적으로 평가해 현장 적용성을 개선할 수 있는 후속 연구가 필요하다.

*키워드(Keywords): Floating cover, 악취, 온실가스, 돈분뇨, 슬러리피트

*사사(Acknowledgment): 본 성과물은 농촌진흥청의 미세먼지 저감을 위한 농업분야 대응강화 기술개발사업(PJ01708401의 지원에 의해 이루어진 것임