가축분뇨액비

1. 가축분뇨 액비의 정의

가축분뇨액비란 가축의 분, 뇨 및 사육과정에서 배출되는 청소수가 혼합된 수분함량 90% 이상의 액상물을 비료로 활용할 목적으로 수집, 저장하여 일정기간 동안 부숙시켜 병원성 미생물, 충란, 잡초종자 등을 사멸시키고 난분해성 물질 등을 분해하여 환경에 노출되어도 위해성이 없고 경종적으로 안정화된 액을 말한다.

 

2. 가축분뇨 액비화의 필요성

가축분뇨 발생량은 연간 32,428천톤(2002년 기준)에 이르고 있으며 이를 비료자원으로 활용할 경우 우리나라 화학비료 소요량의 상당부분을 대체할 수 있다.

  

 

표 1. 연간 가축분뇨 발생량 (축산연 : 2002) (단위 : 천톤)

 

 

구 분	사육마리수(천두,천수)	분	뇨	계
한 우	1,410	5,199	2,316	7,515
젖 소	544	4,881	2,183	7,064
돼 지	8,974	5,241	8,517	13,758
닭	101,692	4,091	-	4,091
계		17,702	13,016	32,428

재배작물별 시비기준량은 질소 280천톤, 인산 140천톤, 칼리 183천톤이며, 이에 대해 가축분뇨로부터 발생되는 비료성분량은 질소 222천톤, 인산 65천톤, 칼리 86천톤으로써 가축분뇨만으로도 상당량의 화학비료를 대체할 수 있다.

 

 

 

표 2. 작물의 비료성분 요구량 및 가축분뇨중 총비료성분량 (단위 : 천톤)

 

 

구      분	질소(N)	인산(P2O5)	칼리(K2O)
작물 비료성분 요구량(A)	280	140	183
가축분뇨중 총비료성분량(B)	222	65	86
B/A(%)	86.7	53.6	52.7

자료 : 농촌진흥청(2002)

 

퇴비는 제조과정에서 질소손실이 커 제조후에 질소성분은 상대적으로 낮고 인산함량이 높은 것이 특징이나, 액비는 인산함량이 질소함량보다 낮기 때문에 작물의 양분균형을 고려할 때 퇴비보다 유리한 면이 있다.

 

표 3. 가축분뇨 퇴비화 및 액비화의 장단점

 

구 분	퇴비화	액비화
장 점	고형분 처리에 효과적	액상분뇨 처리에 효과적
	장거리 수송이 가능	처리비용 절감
	가축분뇨의 상품화 가능	대체에너지 생산 가능
단 점	처리비용 과다	시용경지가 필요
	다량의 수분조절제 필요	시용시기가 제한적
	대기오염 유발	장거리 수송이 불가능

 

 

3. 가축분뇨 액비화 기술

가. 액비의 조건

  액비가 비료로서 경지에 환원되기 위해서는 ①균일성, ②액상화, ③저접착력,

 ④무악취, ⑤작물에 대한 피해가 없어야 한다.

 

나. 가축분뇨 액비제조 방법

  가축분뇨 액비제조 방법은 호기성 액비화 방법과 혐기성 액비화 방법으로     구분된다. 일반적으로 호기성 액비화 방법이 혐기성 액비화 방법보다 부숙속도가  더 빠른 것으로 알려져 있으며, 가축분뇨를 고액분리하였을 경우, 성분함량이 감소되므로 액상화가 더 용이하다.

  (1) 가축분뇨 고액분리

  (2) 혐기성 액비화

   액상의 가축분뇨에 폭기를 하지 않고 저장탱크내에 단순저장하는 방법으로, 저장된 액상분뇨는 세 가지층, 즉, 부상층(스컴), 액상층, 침전층을 형성하며, 층 형성의 상태는 양분이나 미생물의 발효과정에 따라 상이하다.

액비 저장탱크내의 혐기발효는 Biogas 발효와 같은 완전한 혐기성 발효가 아니고, 공기와 접촉한 표면은 부분적으로 호기성 발효가 일어나며, 유기물이 분해되는 과정에서 황화수소, 암모니아 등의 악취물질이 휘산된다. 액비를 교반하지 않고 장기간 혐기상태로 저장시에는 액비의 성상에는 큰 변화가 일어나지 않으나 저장기간이 진행됨에 따라 액비저장 깊이별로 유기물 침전에 의한 층 분리현상이 나타나 바닥쪽에서는 건물함량 증가와 유기태 질소함량이 증가한다. 혐기성 처리방식으로 완숙된 액비를 제조하기 위해서는 가축분뇨를 장기간(6개월 이상) 저장해야 한다.

 

 

표 4. 돈분뇨 액비의 저장깊이, 저장기간별 건물 및 질소함량 변화

 

 

(축산연 : 2000) (단위 : %)

 

구 분	저장깊이 (㎝)	저 장 기 간 (일)
		0	60	120	180
건 물	30	4.8	2.5	1.3	1.4
	90	-	2.5	1.6	1.8
	200	-	-	1.5	1.9
	바닥	-	-	5.9	4.5
질 소	30	0.69	0.59	0.44	0.47
	90	-	0.62	0.48	0.44
	200	-	-	0.48	0.43
	바닥	-	-	0.69	0.60

주) 200톤 규모 원통형 액비저장조 : 3.0m×10.0m

  (3) 호기성 액비화

   액상의 가축분뇨를 교반하면서 공기를 불어넣어 폭기처리하는 방법으로, 퇴비화와 같이 호기성 미생물로 유기물을 분해시켜 액비를 제조한다. 액상의 가축분뇨를 호기성으로 부숙시키기 위해서는 호기성 미생물이 활동할 수 있는 조건을 갖추어 주지 않으면 안되며, 필요한 조건으로는 미생물의 영양원, 산소, 온도, 수분 등이다.

호기성 미생물이 활동하기 위해서는 산소공급이 필수적이다. 액상분뇨는 호기성 미생물이 액중의 용존산소를 쉽게 이용해서 용존산소가 거의 없기 때문에 공기를 액중에 강제적으로 공급하는 폭기처리를 하지 않으면 액중의 산소가 없어서 호기성 미생물이 활동할 수 없게 된다. 호기적 처리방식은 분뇨중의 난분해성 유기물의 분해를 촉진시켜 단기간에 완숙된 액비를 제조할 수 있다는 장점도 있으나, 폭기중에 질소성분의 손실이 크기 때문에 액비 이용측면에서는 불리한 면도 있다. 호기성 처리의 효과는 악취물질이 대기중에 휘산되기 때문에 악취가 없고, 점도도 낮아진다. 또한 대장균, 기생충란, 병원성미생물, 잡초종자 등이 사멸되고, 수분이 감소되며, 질소는 20～30% 저하된다. 액비중의 pH는 8～9로 상승한다.

 

 

표 5. 혐기성 액비화와 호기성 액비화 비교

 

구  분	혐기성 액비화 방법	호기성 액비화 방법
체류기간	비교적 길다	짧  음
처리경비	저  렴	고  가
투 자 비	비교적 낮음	높  음
시비전 희석	3～5배(필요시)	필요없음
악  취	악취가 많아 시비전 전처리 필요	악취가 없음
저장방법	용이함	처리후 저장시에 동력 소모

 

(4) 저장 기간

   액비를 경지에 환원하기 위해서는 살포전에 비료성분, 수질오염을 고려하여 일정기간 충분히 저장하여 발효시킨후 살포하도록 해야한다. 네델란드, 독일은 6개월, 아일랜드는 건조지대 16주, 다습지대 26주, 이태리, 프랑스 4～6개월, 영국은 표준 기준치에 도달하면 되나 대체로 4개월이 소요되며, 우리나라에서는 6개월이상 저장하도록 권장하고 있다.

[출처] 가축분뇨의 액비화 처리|작성자 정현정