지난 2008년에 발표된 가축분뇨 배출원단위 산정결과에 따르면 한우는 1일 약 8 리터의 분과 5.7 리터의 뇨를 배출하고 젖소는 각각 19.2 리터와 10.9 리터의 분과 뇨 그리고 7.6 리터의 세정수를 배출한다. 가축분뇨처리와 관련된 정책방향은 발생된 분뇨를 최대한 자원화하고 부득이한 경우에 정화 등의 방법을 적용하여 처리하는 것이다. 가축분뇨 자원화방법은 퇴비화와 액비화 그리고 에너지자원화로 구분될 수 있다. 가축분뇨 에너지자원화 방법은 지금까지는 혐기소화에 의한 바이오가스화가 주를 이루어 왔으나 최근 들어서 고체연료화에 대한 관심이 높아지고 있다. 목재펠릿, 고형연료나 Bio-SRF 또는 가축분뇨 고체연료는 직접연소원으로 사용되기 때문에 가열과정에서의 특성 분석에 대한 연구가 다방면으로 진행되어지고 있다. 본 연구에서는 우분 펠릿을 대상으로 하여 열분석기를 이용한 가열과정을 거치는 과정에서 나타나는 특성을 분석하였다. 실험온도는 20℃ 에서부터 800℃ 까지 범위를 설정하였으며 승온은 10℃/mim 수준으로 하였다. 샘플 10 g ± 0.2 mg을 취하여 가열하였고 가스(Protective + Purge Gas) 유량(N2 and CO2)은 60 mL/min 수준으로 하였다. 적용온도 20℃ 부터 130℃ 까지 사이에서 발생한 질량변화는 한우 분에 포함되어 있는 수분의 양에 해당하며 그 양은 한우 분 시료 전체 무게의 15% 수준에 달하는 것으로 나타났다. 가열온도 20℃부터 280℃까지는 질량변화가 없는 것으로 보아 한우 분의 경우 280℃ 까지 열적으로 안정한 것으로 판단된다. 이 결과는 한우 분의 연소 시 표면온도가 280℃에 이르기 전까지는 연소가 이루어지지 않는 것으로 해석할 수 있다. 280℃부터 450℃에서의 질량 변화는 한우 분에 존재하는 휘발성물질(VOCs)의 기화에 기인한 것으로 판단되며 이때 질량변화를 시간에 따른 속도로 변환했을 경우 330℃에서 VOCs 발생량이 최대치를 나타낸 것으로 분석되었다. 젖소 분의 가열실험 결과도 한우 분과 비슷한 특성을 보였다.

지난 2015년을 기준으로 하여 국내에서 발생된 가축분뇨의 양은 연간 4,653만톤에 달한다. 이중 90.2%인 4,199만 1천톤은 퇴비(80%, 3,724만 4천톤)나 액비(10.2%, 474만 7천톤)로 전환되어 농경지에 재순환되었다. 그러나 가축분뇨 퇴비와 액비의 주요 수용처인 농경지 면적이 지속적으로 감소(‘86,214만 1천ha → ‘16,164만 4천 ha)되고 있는 상황에서 환경관련 규제(악취관련 규정, 오염총량제, 농가 퇴･액비 관리강화, 방류수 수질기준 강화 등)가 강화되고 있는 추세에 있어 기존의 퇴･액비 자원화방법을 일정 부분 분담할 수 있는 가축분뇨에너지자원화 기술개발 필요성이 한층 더 높아지고 있다. 가축분뇨 에너지자원화 방법의 대표적인 사례로서 지금까지는 혐기소화에 의한 바이오가스 회수방법이 일반적이었지만 최근 2~3년 이래로 가축분뇨 고체연료화 방법이 또 하나의 가축 분 에너지 자원화방법으로 대두되었다. 축종별로 차이가 있기는 하지만 일반적으로 가축분뇨중의 약 15% 정도가 고형성 물질로 구성되어 있으며 이 고형물중의 약 80~90%는 유기물질이다. 2015년에 발생한 가축분뇨 중 우분이 28.8%를 차지하였고 젖소분이 12.3%, 돈분이 39.7%, 계분이 15.9% 그리고 기타가축 분뇨가 3.3수준이었다. 소나 말, 돼지 분뇨에 비해 닭의 분뇨는 무기물질 함량이 상대적으로 더 높았다. 이는 닭이 모이를 섭취하면서 함께 들어간 모래가 근위라는 소화기관에서 먹이를 잘게 부수는 역할을 하다가 배출되기도 하고 사료 중에 포함된 칼슘이나 인, 기타 광물질 그리고 분뇨수거과정에서 함유되기도 하는 것에 기인한 것으로 판단된다. 완전건조 상태의 우분과 돈분(모돈, 분만돈, 자돈) 그리고 계분의 열량 값(고위발열량)은 각각 3,836 kcal/kg, 3,667kcal/kg(모돈), 3,273kcal/kg(분만돈), 3,153kcal/kg(자돈) 그리고 2,840kcal/kg 수준이었다.

국내에서 발생되는 가축분뇨의 양은 1일 12만톤 이상에 달한다. 이는 음식물쓰레기를 포함한 각종 폐 유기성 물질의 발생량 중에서 많은 편에 속한다. 그러나 가축분뇨는 전체의 15% 정도가 고형성 물질로 구성되어 있고 이 고형물중의 80~90%가 유기물이므로 생물학적으로 분해가 잘 되는 물질이다. 이런 이유로 가축분뇨는 부숙 과정을 거친 후 유기성 퇴비나 액비 등으로 이용되어져 왔다. 지난 2015년을 기준으로 보면 가축분뇨 전체 발생량 4,653만 톤 중에서 각각 80.0%와 10.2%에 달하는 3,724만여 톤과 475만 톤에 달하는 가축분뇨가 퇴비화와 액비화 방법에 의해 처리되었다. 그러나 최근 들어 가축사육 농가의 규모가 대형화 되어감에 따라 일부 특정한 지역에서는 발생된 가축분뇨의 총량을 경작지가 소화하는데 어려움이 발생할 수 있다는 우려가 있다. 근래에는 퇴비화와 액비화 방법 이외의 기술로서 바이오가스화 방법이 도입되어 가축분뇨 처리현장에 적용되었으나 아직은 그 비중이 높지 않다. 따라서 본 연구에서는 우분을 대상으로 하여 고체연료화 하는 기술을 개발하고, 그 적용효과를 분석하였다. 첫 단계로서는 우분의 수분상태에 따라 가공방법을 달리 적용할 수 있는 가공장치를 개발하여 그 효과를 분석하였다. 수분이 60% 이하일 경우에는 막대 형태의 펠릿으로 그리고 60% 이상일 경우에는 둥근 구 형태로 우분 고체연료를 가공할 수 있었다. 각각의 가공장치를 이용하여 제조한 우분 고체 연료의 크기는 막대 형태는 6~10 mm, 구 형태는 3~20 mm 사이로 가공되었다, 구 형태의 고체 연료는 선별기를 이용하여 일정한 크기별로 분리할 수 있었다. 가공된 우분 펠릿의 건조는 천일 건조, 대류형 열풍기 건조, 적외선 건조, 과열 중기 건조 방법을 적용하였다, 건조 시간은 천일 건조 > 대류형 열풍기 건조 > 적외선 건조 > 과열 중기 건조 방법의 순으로 나타 났다. 과열 증기 건조는 건조시간은 짧지만 건조용량을 대형화하는 기술을 추가적으로 개발할 필요가 있다. 가공 후 건조된 상태인 우분 펠릿의 겉보기 비중은 약 250~350 kg/m³ 수준이었으며, 건조된 우분 펠릿의 저위발열량은 3,000~3,200 kcal/kg 수준이었다.

This study was carried out to investigate the antioxidative enzymes and isozymes between chilling-tolerant and -susceptible varieties at the booting stage under cold water stress (13~circC) in japonica rice. Total SOD, CAT, POX, and GR activities on the basis of protein were found to be important factors to defend cold water stress. Especially, SOD and CAT activities showed distinctive differences between chilling-tolerant and -susceptible varieties. Chilling-tolerant varieties were higher than chilling-susceptible varieties for SOD and CAT activities. One of eight isozyme bands for SOD was a inducible isoform. Three isozymes for CAT and one isozyme for POX were closely correlated with defense to cold water stress. Total GR activities except Stejaree 45 on the basis fresh weight and POX were increased by cold water stress, but there was no difference between chilling-tolerant and -sus­ceptible varieties.