Livestock manure treatments have become a more serious problem because massive environmental pollutions such as green and red tides caused by non-point pollution sources from livestock manures have emerged as a serious social issue. In addition, more food wastes are being produced due to population growth and increased income level. Since the London Convention has banned the ocean dumping of wastes, some other waste treatment methods for land disposal had to be developed and applied. At the same time, researches have been conducted to develop alternative energy sources from various types of wastes. As a result, anaerobic digestion as a waste treatment method has become an attractive solution. In this study has three objectives: first, to identify the physical properties of the mixture of livestock wastewater and food waste when combining food waste treatment with the conventional livestock manure treatment based on anaerobic mesophilic digestion; second, to find the ideal ratio of waste mixture that could maximize the collection efficiency of methane (CH4) from the anaerobic digestion process; and third, to promote CH4 production by comparing the biodegradability. As a result of comparing the reactors R1, R2, and R3, each containing a mixture of food waste and livestock manure at the ratio of 5:5, 7:3, and 3:7, respectively, R2 showed the optimum treatment efficiencies for the removal of Total Solids (TS) and Volatile Solids (VS), CH4 production, and biodegradability.

Recently, the Ministry of Industry has made efforts to expand renewable energy by 2030, and the Ministry of Environment has sought to revitalize solid fuels from livestock manure, which is a type of bio-energy source, such as reviving laws to activate solid livestock fuels. However, the operating costs of fuel-manufacturing facilities must be reduced to activate solid livestock fuels. The proper dryer must be selected to reduce the drying cost, which comprises the majority of the operating expenses. Laboratory-scale experiments were conducted to confirm the possibility of drying cow manure, the feasibility of utilizing waste heat and the existence of an adhesion solution. Some adhesion phenomena were detected from the disk-dryer results. However, this phenomenon disappeared when the water content of the cow manure was below 50%. A water content of 41% was used to confirm this adhesion phenomenon in the cow manure. Because of the high viscosity of cow manure, a recycling method had to be applied through the disk to match the water content in the dryer. A drying test with a duct rotary dryer confirmed that waste heat that is generated from power plants can be utilized to lower the moisture content of solid fuels in livestock waste to 20%.

The influence of various forms of Houttuynia cordata with fermented red koji as feed additives on the performance of duck livestock was evaluated through a field study. Two hundred and forty ducks (Pekins) aged 0–38 d were used. They were randomly assigned to four treatment groups (0%, 1% H. cordata powder with fermented red koji, 1% H. cordata pelleted with fermented red koji, and 1% H. cordata coated with fermented red koji) with four replicates (15 ducks per replication). Foreconomic evaluation, the data (a total of 240 duck) obtained from each treatment were applied to 10,000 ducks per treatment 38-d after the feeding trial. Overall, the results of economic evaluation were the highest in the treatment with 1% H. cordata coated with fermented red koji, followed by 1% H. cordatapelleted with fermented red koji, 1% H. cordatapowder with fermented red koji, and control. In conclusion, using 1% H. cordatawith fermented red koji as coating and pellet type duck diets might be of economic advantage for sustainable environmental management.

우리나라의 경우 비 감염 및 감염가축 처리 및 예방 목적으로 대부분의 사체는 매몰처리 되고 있으며 일부 소각처리 되고 있다. 2013~2016년 동안 백신처방 유무와 관계없이 AI, 구제역 발병에 따른 세계 살처분 대비 한국이 차지하는 비중은 AI는 두 번째, 구제역은 첫 번째로 매우 높은 살처분율을 나타내고 있다. 가축사체 처리방법에는 매몰, 소각, 랜더링, 호기호열성, 퇴비화, 알칼리 가수분해, 혐기성 분해 등이 있다. 매몰 방식을 이용한 사체처리의 경우, 정상적으로 진행되었을 경우에도 가축사체의 부패에 따른 침출수 및 악취 발생의 부작용이 발생할 수 있다. 2011년부터 호기호열성 처리법이 시도되었으나 여전히 침출수 문제 등 많은 문제를 야기하고 있으며, 2014년부터 도입된 AI구제역 발생후 FRP통에 넣어 매몰한 저장조의 매몰 가축사체가 부패가 일어나지 않고 3년이 지나도록 썩지 않고 미라처럼 그대로 있어 재처리가 불가피하며, 정부 예산이 이중으로 낭비되고 있는 실정이다. 소각방법은 소각 후 잔재물이 2~3%로 적게 발생되지만, 장비 구입비가 비싸고, 이동 및 보관 등 유지ㆍ관리가 어려우며, 이동형 소각기에 대한 법률 적용근거 미흡에 따른 사용 전 협의가 필요하기 때문에 현재는 관련 연구가 진행되지 않고 있는 상황이다. 렌더링 처리방법은 가축사체를 친환경적으로 자원재활용하기 위한 방법들 중 하나로 각광을 받았지만, 동물성 기름과 잔존물이 과다 발생하며, 추가적인 부산물 처리법이 요구되는 단점이 있다. 그러므로 기존 사체처리 방식(매몰, 소각, 랜더링 등)들은 침출수 및 잔여 바이러스 유출, 주변 환경오염 유발 등의 여러가지 문제점을 야기하기 때문에 이를 최소화하고 가축사체를 유용자원으로써 재활용하기 위한 자원화 개념이 도입되어야 하고, 또한 높은 안전성과 내구성, 저렴한 투자비와 유지관리비, 재활용에 따른 경제성과 환경성을 확보할 수 있는 혁신적이고 새로운 사체처리 기술개발이 절실히 필요한 실정이다.

인구의 증가와 산업화는 돼지, 소, 닭 등의 육류 식품의 급격한 수요증가를 초래하여 축산폐수발생량 역시 증가하였다. 2012년 해양투기의 법적 금지는 축산폐수 발생량을 173,304m3/day에 이르게 하였고 지속적인 증가추세에 있다(2016, 환경부). 축산폐수는 고농도의 질소, 인, 유기물을 포함하므로 수계 노출 시 부영양화를 유발하여 인간의 생활과 보건에 혼란과 악영향을 초래한다. 이러한 문제해결을 위해 혐기성 생물공학기술, 화학적 산화기술 등이 적용되어 왔으나 고부하에 취약하고 높은 비용을 요구하는 한계를 지닌다. 최근 새로운 대안으로 미세조류를 활용한 처리방법이 주목받고 있는데, 그 이유는 광독립영양 성장을 하는 미세조류의 특성상 빛에서 에너지를 얻어 경제적으로 지속가능하고 CO2를 탄소원으로 이용하여 탄소중립적으로 폐수 내의 고농도의 질소와 인을 동시에 처리할 수 있기 때문이다. 따라서 본 연구는 축산폐수내의 고농도의 유기물 및 영양염류를 동시에 가장 효과적으로 제거 가능한 미세조류를 문헌조사하여 대상 미세조류의 적용 타당성을 평가하였고, 최적 종을 선정하기 위한 성능평가 및 성장저해 분석을 수행하였다. 문헌조사를 통해 선정된 Scenedesums quadricauda, Scenedesums obliquus, Chlorella sorokiniana 을 28℃ 인큐베이터에서 500mL bottle의 용량으로 Phototrophic 조건(연속 빛조사)과 Mixotrophic 조건(16hr light-8hr dark 주기 반복)으로 Batch test를 진행하였고 그 결과를 성장 동역학적으로 해석하여 최적 종을 제시하였다. 실험은 BG-11을 대조구(Control)로 하여 미세조류의 cell counting결과를 바탕으로 비성장률(specific growth rate)을 도출한 결과 0.293 hr-1 (Scenedesums quadricauda), 0.302 hr-1(Scenedesums obliquus), 0.243 hr-1(Chlorella sorokiniana) 로 밝혀져 Scenedesums obliquus 가 가장 빠른 성장속도를 보였고, 축산폐수를 원수, 2배, 5배, 10배 희석을 하여 미세조류를 배양했을 때에도 최적의 유기물 및 영양염류 제거가 가능함을 보였다. 본 연구는 최적미세조류를 활용한 축산폐수 처리가 저에너지를 사용하며 기후변화에 대응하고 지속가능한 고농도 축산폐수처리 방법이 될 수 있음을 입증 하였다.

최근 고객의 요구가 다양해지고 시장이 세분화 되고 있는 상황에서 농수축산물도 품질, 기능, 가격 등의 차별화만으로는 더 이상 경쟁력을 확보할 수 없다. 식품산업의 다변화가 이루어지는 가운데 1인 가구가 늘어나고 여성의 사회참여가 확대되며 생활패턴의 변화가 빠르게 진행되고 있다. 특히, 소비 트렌드와 식생활패턴의 다변화로 축산물을 가공하여 판매하고 있는 햄, 소시지와 같은 축산가공품의 개발 사례가 많아지고 있다. 이는 국내시장의 개방화에 따른 해외농수축산물 수입으로 인해 상품의 신선도, 안전성을 고려한 포장디자인이 매우 중요한 역할을 하고 있다는 것을 예견한다. 국내·외 축산가공품의 포장디자인을 분석한 결과 구조 및 형태, 시각·정보 전달 면에서 국외사례에 비해 포장디자인의 방법에서 미흡한 점을 발견할 수 있었다. 이에 축산 브랜드의 중요성을 인지하고 국내⋅외 축산가공품을 조사하였다. 본 연구는 소포장 · 소용량이 일반화되고 있는 식품 중 축산가공품의 신선도와 포장소재, 포장디자인의 적합성에 문제의식을 느끼고 현재 디자인과 개선된 디자인의 포장디자인 평가에 대한 진행과 보완점을 해결하기 위한 연구를 진행하고자 한다. 구체적인 연구 방법으로는 축산가공품 디자인의 사례를 디자인 평가 척도, 독창성, 기능성, 경제성, 심미성 등으로 분류 후 소비자에게 식품포장으로 인식하게 할 만한 차별적 요소와 방법적인 관점에서의 포장디자인을 평가하고자 한다. 축산가공품은 다른 상품과 달리 소비자가 쉽게 구매결정을 하는 저관여 제품이므로, 더욱 더 포장디자인의 역할이 중요하다고 판단되며 글로벌 시장에서 우위를 차지하기 위해 신선 포장 소재 및 소비자가 원하는 포장디자인을 제안하고자 한다.

Organic agriculture seeks sustainable agriculture. Organic agriculture is based on circulating agriculture of a family farm unit. However, as of the end of 2016, only 33 out of the total organic farming farms were implementing Crop-Livestock cycling organic farming. The reason seems to be a matter of income after all. The optimal size combination refers to the scale by which family farms can maintain their quality of life while engaging in farming activities. In other words. it is a farm scale that maintains optimal income through stable labor costs. In the meantime, there has been no previous study on the optimal economical combination of Crop-Livestock cycling farming. Choi (2016) analyzed whether the economies of scope (EOS) were realized in the combined production by using the management data of the farmers who practiced Crop-Livestock cycling organic farming for four years. As a result, it has been revealed that the EOS measurement value is 0 or more so the economies of scope are being realized. Therefore, the purpose of this empirical analysis is to identify farm incomes under this circumstance. It is assumed that the optimum production is achieved by balancing the total income curve and the total cost curve in the optimal scale production range. The results of the analysis are as follows. First, the income after the conversion to Crop-Livestock cycling farming was 44,789,280 won, the sum of the seedling-livestock sector, which was 17,873,120 won higher when the non-Crop-Livestock cycling farming was assumed. The same is true for 2014 and 2015. The reason for this is that pig droppings were composted from organic seedlings, and the cost of selling pork was 150,000 won/per pig more expensive even though the manufacturing cost of organic feeds was higher than the purchasing cost. Secondly, this study simulated the result that the economic index varies when the farm size combination is changed by the farm size of 100% standard (S100) as of 2014. S130 is the increase in size from 100% of 2014, whereas S30 is the result of 3ha crop and 66 livestock (pigs). As a result of this simulation, Crop-Livestock cycling farming income decreased more than non-Crop-Livestock cycling farming as the farm size decreased, whereas the income decreased as the farm size increased. When the size was reduced below S50, the income tended to decrease. In this situation, EOS changed in the same direction. The results showed that when the farming size was reorganized and reduced to 50% compared to 2014, the income and income difference was the highest. At the same time, economies of scope (EOS) were the highest at 0.12985. In other words, it was found that the income of farm houses in a family farm unit sector was the best in the combination of 1.5ha crop agriculture and 110 livestock (pigs).

In this study, the efficiency of the anaerobic co-digestion of three categories of rural organic waste (animal manure, slaughterhouse waste, and agricultural by-products) and different mixtures of them was investigated. In addition, the relationship between digestion efficiency and the carbon/nitrogen (C/N) ratio was also conducted. Five different mixtures of feedstock including animal manure as a control were estimated by the biochemical methane potential (BMP) test. The results indicate that the biodegradability of the feedstock mixtures was in the range of 62 ~ 75%, which was at least 1.4 times higher than that of single digestion (43%), while the methane yield was increased by almost twice that of single digestion (0.14 to 0.24 ~ 0.41 m3 CH4/kg VSadd). After the BMP test, four feedstock mixtures were selected for a lab-scale reactor, including animal manure as a control sample. The highest methane yield of 0.355 m3 CH4/kg VSadd was obtained from the A4-mixture sample. With regard to the C/N ratio, the mixture materials showed an increase in methane yield by at least 1.2 times (13.4 to 16.4 ~ 21.3%), which means that the C/N ratio had an effect on the performance of co-anaerobic digestion.

This study was conducted to establish the type and method of fertilization for no-tillage during the third year of No-tillage (NT) and Conventional-tillage (CT) practices, towards different kinds of fertilizers. In this experiment, the livestock manure showed higher in response to fertilizer effects of no-tillage. Comparing growth characteristics and yield in NT and CT. Regarding yield, there is no significant between livestock fertilizer and chemical fertilizer, but between livestock fertilizer and chemical fertilizer in conventional fertilization has significant differences. Based on the result, livestock fertilizer is effective way on the quantity of the crop. Nitrogen absorption of plant in livestock of no-tillage is more effective than conventional fertilization. In case of the phosphorus absorption and potassium absorption of plant, fertilizer effect has no significant. Nitrogen is highly absorbed in livestock fertilization of NT. Absorption of phosphorus and potassium are similar.

런던협약에 따라 2012년부터 해양투기가 전면 금지 됨에 따라 가축사육과정에서 발생하는 가축분뇨 처리에 있어서 환경적, 경제적인 문제를 보완할 수 있는 효율적 처리기술이 필요하다. 최근 농가당 가축사육 머리수가 증가하고 있어 가축사육수는 급격하게 증가하며, 이로 인해 사육과정에서 발생되는 가축분뇨 발생량은 계속 증가할 전망이다. 가축분뇨는 가축사육 특성에 다라 저장･관리 방법에 따른 뇨와 분을 분리하여 발생하는 액상(Liquid Phase) 및 고상(Soild Phase)으로 구분되며, 분뇨가 세척수와 혼합된 상태로 발생하는 슬러리상(Slurry Phase)으로 구분하여 처리하고 있다. 처리하는 가축분뇨는 수분함량이 높은 경우 퇴비화 시 톱밥등의 수분조절재가 과다로 투입되어 경제성이 낮아지고, 수분함량이 낮은 경우에 액비화시 공정수의 추가 및 희석하는 공정을 별도로 설치해야 되는 경제적인 문제가 발생할 수 있다. 또한 환경공단 악취관리센터 보도자료(2016)에 의하면 2015년도 전국 악취 민원은 15,573건 발생하였으며, 이 중에 농축산시설의 악취민원수가 4,323건(28%)로 높은 비중을 차지하고 있다. 본 연구에서는 가축분뇨를 처리하기위해 환원제로 이용할 경우 실제 SNCR공정에서 상용되고 있는 환원제와 비교하여 NSR비에 따른 NOx의 특성을 알아보고자 하였다.

환경부에서 발간한 2016 환경백서에 따르면 2016년도 말 현재 주요축종(한육우, 젖소, 돼지, 닭･오리)의 경우 10만 5천여 축산농가에서 19,190만 두의 소, 돼지 등을 사육하고 있는데, 가축사육 두수가 증가됨에 반해 축산농가는 감소하고 있어 전업화, 기업화 추세가 지속되고 있는 중이다. 주요 축종의 가축분뇨 연간 발생량은 46,988천 톤이며, 가축 분뇨의 처리는 발생량 중 약 90.6%는 자원화시설에서 퇴비･액비화 하고 있으며, 8.2%는 개별시설이나 공공처리시설을 통해 정화처리하고 있다. 그러나, 가축사육두수의 증가에 따라 일부 지역에서의 지역 내 수용할 수 있는 환경용량을 넘어서는 양의 가축분뇨가 발생되면 일부 불량한 품질의 가축분뇨가 유통되어 악취 등 생활환경 문제를 야기함과 함께 살포지를 확보하지 못하고 생산된 퇴비･액비가 수요가 없어 지속적으로 쌓이게 되고 저장할 공간 및 시설부족에 따라 퇴비·액비가 강우 등에 노출되어 인근 유역에 유입됨에 따라 수질에 중대한 영향을 미치는 상태가 발생한다. 따라서, 본 연구에서는 가축분뇨를 고압착 필터프레스를 이용하여 고 함수율(80%내외)의 1차 탈수슬러지를 60% 내외의 저 함수율 탈수케이크로 전환하는 고효율 재탈수공정 후 진공감압 가열건조 함으로써 에너지 소비를 절감하고 Dies 형태의 성형장치를 이용한 펠렛 형태의 고체연료를 생산하는 기술을 개발하고 실증화 실험을 수행(고체연료 10ton/일 생산)하였다. 고압착 필터프레스를 이용하여 고액분리 시 가축 분뇨는 유기물 함량이 높아 난탈수성이므로 탈수율을 증가 시킬수 있는 효과적인 탈수 보조제의 종류 및 함량의 변화에 따라 나타나는 차이를 분석 해석을 실시하였다. 또한 건조 시 저온에서도 물의 증발이 원활히 이루어질 수 있도록 진공상태를 부여하고, 고압착 필터프레스로 건조 시작 지점을 점착성 단계를 지나 입자화 단계에서 진행함에 따라 건조 속도 및 건조열효율의 효과를 알아보고자 하였다. 건조 후 Dies 형태의 성형장치를 이용하여 펠렛 형태로 성형된 가축분뇨 고체연료가 가축분뇨 고체연료시설의 설치 등에 관한 고시의 가축분뇨 고체연료 기준에 만족하는지에 대하여 알아보고자 하였다.

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.

폐기물 해양투기 방지를 위한 국제협약인 런던협약･의정서에 따라 2012년 가축분뇨의 해양배출이 전면금지 되었으며, 국내 가축분뇨 발생량은 2011년 128,621 ㎥/일에서 2014년 175,651 ㎥/일로 점차 증가하고 있는 실정이다. 또한 가축분뇨를 육상처리 시 발생하는 메탄가스로 인한 악취문제나 처리되지 못한 영양염류 및 고농도의 유기물이 하천으로 배출되어 부영양화를 일으키는 등의 문제가 대두되고 있다. Biochar는 혐기성 상태의 환경에서 분뇨와 같은 바이오매스를 열분해 시켜 생성한 고형물질이다. 최근 연구에 따르면 Biochar를 토양에 적용할 경우 주변의 이산화탄소를 장기간 저장하고 중금속을 흡착하며 토양 내 수분보유능력을 증가시키는 등 친환경 소재로써의 가치가 평가되고 있다. 따라서 본 연구에서는 수분함량이 높아 재활용이 어려운 가축분뇨를 열수가압탄화반응(Hydrothermal Cabonization, HTC)방법으로 Biochar를 제조하여, 중금속 흡착제로서의 사용가능성을 평가하고자 하였다. Biochar는 Stainless재질의 500 mL 용량의 반응기를 사용하였으며 온도, 반응시간, 입경에 따른 생성수율을 도출하고 각각의 원소분석, 삼성분 및 중금속 함량분석 등의 물리·화학적분석을 통한 특성분석을 수행하였다. 이 결과 원료와 비교하여 Biochar의 탄소성분은 약 25 % 증가했고 중금속 함량은 감소하는 경향을 보였다. 또한 흡착능력을 알아보기 위해 요오드 흡착성능을 분석한 결과, 원료 대비 약 52.4 %의 흡착성능 증가를 확인하였다.

This study evaluated the feasibility of recovering and recycling nitrogen (N) and phosphorus (P) from livestock excreta as struvite (MgNH4PO4·6H2O) in South Korea. Our experimental results showed that struvite precipitation was a very effective way to recover N and P from livestock excreta. Moreover, our study demonstrated that struvite precipitates from livestock excreta (SPL) contain higher concentrations of N, P, and magnesium (Mg) as compared to compost and liquid manure from livestock excreta. In addition, although SPL contain high concentrations of copper (Cu) and zinc (Zn), they meet the fertilizer criteria for concentrations of heavy metals. In South Korea, SPL cannot currently be used as a fertilizer due to legal constraints. Legal permission for SPL use would offer greater choice in livestock excreta management. In conclusion, recovery and recycling of N and P from livestock excreta as struvite can be an effective tool for managing nutrients in livestock excreta.

Livestock manure treatments have become a more serious problem because massive environmental pollutions such as green and red tides caused by non-point pollution sources from livestock manures have emerged as a serious social issue. In addition, more food wastes are being produced due to population growth and increased income level. Since the London Convention has banned the ocean dumping of wastes, some other waste treatment methods for land disposal had to be developed and applied. At the same time, researches have been conducted to develop alternative energy sources from various types of wastes. As a result, anaerobic digestion as a waste treatment method has become an attractive solution. In this study has three objectives: first, to identify the physical properties of the mixture of livestock wastewater and food waste when combining food waste treatment with the conventional livestock manure treatment based on anaerobic mesophilic digestion; second, to find the ideal ratio of waste mixture that could maximize the collection efficiency of methane (CH4) from the anaerobic digestion process; and third, to promote CH4 production by comparing the biodegradability. As a result of comparing the reactors R1, R2, and R3, each containing a mixture of food waste and livestock manure at the ratio of 5:5, 7:3, and 3:7, respectively, R2 showed the optimum treatment efficiencies for the removal of Total Solids (TS) and Volatile Solids (VS), CH4 production, and biodegradability.

Theoretically, it is said that economies of scope can be realized in the cropelivestock cycling organic farming. Thus, it is also used as the principle of organic farming. However, it is difficult to find the cases of the empirical analysis of it in Korea. In that sense, this study is meaningful in that it analyzed the agricultural data of case farms of obtaining the approval of both organic agricultural products and organic animal products and practicing cycling farming for 4 years and tested the hypothesis. This study measured economies of scope by using the actual measurement value and estimation value farming performance statistics for 4 years of case farms. This farmhouse conducted nutrient cycling in the farm like selfmanufacturing and injecting organic agricultural byproduct and wild grass as organic livestock feed and fermenting organic livestock manure to organic compost to return it 100%. The results can be summarized as follows: According to the result of cycling farming of combining and producing organic agriculture and organic livestock, economies of scope were found to be realized in this case farmhouse. That is, although not strong, EOS>0, there were economies of scope. The measurement value appeared as 0.0722, 0.00378, 0.04667 and 0.13127 in 2012, 2013, 2014 and 2015, respectively. It was improved as time passes and the scale gets smaller. Therefore, in order to further improve economies of scope, there should be measures of reducing duplication costs between agriculture-livestock as low as possible and lowering the production cost of organic feed. That is, there is a need for the management strategy to adjust the import function and cost function according to the change in management paradigm and cropping system.

최근 축산업은 육류 소비량 증가 및 정부의 장려 축산정책으로 발전하고 있으며 소규모 축산농가에서 집단화 및 대형화되어 고소득 향상 사업으로 변해가고 있다. 하지만 소득향상이라는 이점 외에 가축사육과정에서 배출되는 분뇨에 의해 각종 민원뿐만 아니라 인근 수계로의 노출로 인한 수질오염과 2차 토양오염, 가축전염병, 해충번식, 폐기물 등 가시적인 환경오염이 발생하고 있다. 따라서 정부는 가축분뇨의 체계적인 관리를 위해 “가축분뇨 관리 및 이용에 관한 법률”을 제정하여 시･군 지역의 가축분뇨관리세부계획을 수립하도록 하였다. 본 연구는 괴산군의 가축분뇨관리세부계획 수립을 위한 것으로 괴산군 지역의 가축사육 및 분뇨발생량 현황을 분석하였고 축종 및 사육두수 분포특성을 확인하기 위해 GIS(Geographic Information System)를 이용하여 분석하였다. ArcMap ver. 9.3을 사용하여 가축사육 주소지를 좌표 변환하였으며, 축종별 사육두수 범위별 분포현황을 조사하였다. 또한 최소자승법과 로그함수법으로 축종별 사육두수 및 가축분뇨 발생량을 예측하여 괴산군 가축분뇨관리세부계획 수립에 적용하고자 하였다.

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.

Bio-SRF (Bio-Solid Refuse Fuel) based on livestock waste has a low heating value and high moisture content. The concentration of toxic gas, such as SOx, NOx, and HCl, in the flue gas is changed according to the composition of fuel, which has been reported. Therefore, the study of fuel combustion characteristics is necessary. Additionally, the study of fuel firing characteristics is necessary. In this study, we investigated the combustion characteristics of the mixed firing of coal and Bio-SRF made from livestock waste in a circulating fluidized bed combustor (CFBC). The Bio-SRF of livestock waste was mixed with different ratios of coal based on the heating values when the coal was completely combusted in CFBC. In the results of the experiment, the combustor efficiencies of the calculated unburned carbon concentration in the fly ash were 98.87%, 99.04%, 99.64%, and 99.71% when the multi-firing ratio of livestock sludge increased from 100/0 to 70/30. In addition, the boiler efficiencies were 86.23%, 86.30, 87.24, and 87.27%. Through the experimental results, we identified that the mixed combustion of livestock sludge is not affected by boiler efficiency. We have systematically investigated and discussed the temperature changes of an internal combustor, compositions of flue gases, solid ash characteristics, and the combustion and boiler efficiency during the mixed firing of coal and Bio-SRF.