This review comprehensively summarizes the livestock odor reduction method by dietary manipulation, in-housing management, and manure management. The gut microbial metabolism of animals can be stimulated by low-crude protein feeding and the addition of probiotics, enzymes, plant extracts, and/or organic acids to their feed. These methods can result in reduced odor emissions from manure. For in-housing management, it is important to maintain the proper breeding density in the barn facilities, regularly remove dust and manure, and periodically clean the barn facilities. A barn using litter on the floor can reduce odor at a relatively low cost by adding adsorbents such as zeolite, biochar, etc. Although masking agent spraying can be the simplest and quickest way to control odors, it is not a fundamental odor mitigation strategy. Odor emissions can be reduced by installing covers on manure slurry storage facilities or by acidifying the manure slurry. It is necessary to install a solid-liquid separator in an enclosed facility to minimize odor emissions. Other methods for reducing odor emissions include covering manure composting plants with semi-permeable membranes or using reactor composting technology. In order to minimize odor emissions in the liquid manure composting, sufficient oxygen must be supplied during the fermentation process. Furthermore, the odor reduction effect can be achieved through the liquid manure pit recharge system which supplies matured liquid manure fertilizer to the slurry pit in the pig house.

Public complaints arising from centralized animal manure treatment plants are increasing due to the odors produced during animal manure treatment. Various physico chemical and biological methods are used to mitigate such odors. Still, many problems exist, such as a lack of fundamental data on odor generation characteristics and design standards for odor mitigation facilities. Therefore, this study evaluated the characteristics of NH3 and H2S gas produced from a centralized animal manure treatment plant. The centralized animal manure treatment plant selected in this study has a treatment capacity of 150 tons (animal manure and food waste) per day. The composting matrix was mechanically turned from 9:00 am to 6:00 pm on weekdays and not turned all day on weekends. The NH3 concentrations measured during the day on weekdays (96.4 ± 7.8 ppmv) were about 14% higher than on weekends (84.9 ± 15.9 ppmv). During the week, the ammonia concentration during the day was about 15% higher than at night, but there was no difference between day and night on weekends. The hydrogen sulfide concentration during the day (4,729 ± 3,687 ppbv) on a weekday was about 4.7 times higher than at night (1,007 ± 466 ppbv). The results of this study provide valuable information that is necessary for the operation of odor mitigation facilities. It is expected that the results will contribute to establishing an operational strategy that can reduce the energy required to collect exhaust gas.

This study evaluated the odor mitigation effect of rice husk biochar addition to the bedded pack dairy barn floor using lab-scale reactors for five days. Rice husk biochar mixed with dairy manure and sawdust mixture at different ratios (5%-addition test unit: adding biochar by 5% of the total solid weight of the mixture, 10%-addition test unit: adding biochar by 10% of the total solid weight of the mixture). Cumulative NH3 and H2S emissions of 10%-addition test unit were reduced by 26% (p< 0.05) and 46% (p = 0.0655), respectively, compared with control. However, 5%-addition test unit did not show NH3 and H2S emission reduction. Further research is needed to determine the appropriate level of biochar addition between 5 and 10%, and to evaluate applicability in the field through economic analysis.

The nutrient balances originated from livestock manure in Korea has not being include minor livestock species (e.g., horse, deer, and goat) since their manure excretion unit (MEU), nutrient excretion unit (NEU), and nutrient loading coefficient (NLC) are not known yet. In the present research work, the primary focus had laid therefore on securing domestic MEU for the specified minor livestock species which provides the basis for the computation of NEU and NLC. Moreover, the nutrient potential and economic value of composted manure from minor livestock was assessed on the basis of contents in the inorganic fertilizers such as Urea, (46% N) and Fused superphosphate (20% phosphorus pentoxide). The obtained MEU was found to be 10.52±5.48, 4.07±1.69, and 0.843±0.1 kg/head/day for horse, deer, and goat, respectively. In addition, the measured NLCs of horse, deer, and goat were [N, 0.7; P, 0.9], [N, 0.7; P, 0.6] (Both deer and goat were the same.), respectively. Consequently, the horse, deer, and goat manure have a potential of 3,840.1 ton N/year and 9,390.2 ton P/year as an inorganic fertilizer of urea and fused superphosphate. These findings may facilitate the development of more accurate nutrient budget taking into account both major and minor livestock and improve the manure management measures for land application.

A laboratory-scale experiment was conducted to evaluate the effect of supplementing commonly used effective microorganisms on the chemical properties of swine liquid manure. Effective microorganisms used in this study were Bacillus subtilis (1.3×109 colony-forming unit (CFU)/ml), Enterococcus faecium (1.9×1010 CFU/ml), Aspergillus oryzae (2.0×109 CFU/ml), Saccharomyces cerevisiae (6.4×109 CFU/ml), Rhodobacter sphaeroides (1.2×108 CFU/ml), and Streptomyces griseus (6.2×108 CFU/ml). Swine liquid manure collected and decanted from a swine farm was used in this study. Treatments included control (distilled water supplementation), Treatment 1 (T1) (mixed microbes, 109 CFU/ml), and Treatment 2 (T2) (mixed microbes, 107 CFU/ml). Microbial mix was supplemented every 3.5 days and aerated six times (15 min each) a day to facilitate compositing. Ten ml of sample was collected at 2-, 4-, 6-, and 7-week intervals for the measurement of pH, ammonia-N, volatile fatty acid (VFA), total nitrogen, total phosphorus, and total potassium. At seven weeks, samples were further collected to analyze biochemical oxygen demand (BOD) and chemical oxygen demand (COD). Ammonia-N was significantly (p<0.05) decreased in T1 and T2 by 36% and 30%, respectively, compared with control (23%). VFAs including butyrate, iso-butyrate, valerate, iso-valerate, and caproate were not detected in T1 from the four-week aerated sample. The BOD and COD were significantly (p<0.05) decreased in T1 by 96% and 58%, respectively. In conclusion, ammonia-N, VFA, BOD, and COD, known as odor indicators, were decreased in T1 and T2 compared with control, suggesting that effective microorganisms are useful for compositing swine liquid manure

본 조사는 국내에서 작물재배용으로 생산 및 시판되는 복합 비료와 축산분뇨 퇴비에 함유된 CO2와 CH4의 양을 개략적으로 알아보고자 실험적으로 검토하였다. 그 결과를 요약하면 다음과 같다. 복합비료의 한 포대에서 계측된 CO2의 농도는 계측한 날짜와 관계없이 평균 약 1,733.3ppm 정도로 일정하게 나타났다. 비료 한 포대당 함유된 양은 0.067kg 정도였고, 비료의 단위 무게는 3.35×10 -3 kg·kg -1 정도였다. 국내에서 농업용으로 출하된 복합비료는 평균 885,750t·yr -1 이었다. 이 양을 기준으로 복합비료 자체에 함유된 CO2의 양은 약 2.9백 만 t·yr -1 정도로 추정할 수 있었다. CH4의 경우, 측정 개시일에 한 포대에 76.8ppm(포대당 2.949×10 -3 kg, 단위 무게당 0.15× 10 -3 kg·kg -1 ) 정도 나타낸 후, 그 이후에는 측정되지 않았다. 퇴비에 함유된 CO2의 양은 구멍의 폐쇄 및 개방 여부에 관계없이 측정 일이나 측정구에 따라 계측기의 최대 측정범위인 10,000ppm을 초과하는 경우도 있었지만, 최대인 10,000ppm 이라고 가정하고 검토하였다. 따라서 최대인 10,000ppm이라고 가정하고 검토한 결과 한 포대당 함유된 양은 0.506kg 정도 였다. 퇴비 구멍의 폐쇄 및 개방 여부에 따라 CH4의 농도가 증감하는 것으로 나타났다. 퇴비 한 포대에 함유된 CH4의 양은 약 2.53kg 정도였다. 이 양을 국내에서 생산된 고형퇴비의 평균 생산량과 비교하면, 약 4.7백만 t·yr -1 이상이 될 것으로 추 정할 수 있었다. 고추재배 포장에서 배출되는 CO2의 양은 측 정 종료 때까지 평균적으로 8,040ppm 정도였다. 나지의 경우, 시간의 경과와 함께 CH4의 농도는 점차 감소하였고, 최대 1,700ppm에서 거의 제로 상태까지 약 50일이 소요되었다.

In this study, a pilot-scale (3 m3/day) membrane distillation (MD) process was operated to treat digestate produced from anaerobic digestion of livestock wastewater. In order to evaluate the performance and energy cost of MD process, it was compared with the pilot scale (10 m3/day) reverse osmosis (RO) process, expected competitive process, under same feed condition. As results, MD process shows stable permeate flux (average 10.1 L/m2/hr) until 150 hours, whereas permeate flux of RO process was decreased from 5.3 to 1.5 L/m2/hr within 24 hours. In the case of removal of COD, TN, and TP, MD process shows a high removal rate (98.7, 93.7, and 99% respectively) stably until 150 hours. However, in the case of RO process, removal rate was decreased from 91.6 to 69.5% in COD and from 93.7 to 76.0% in TP during 100 hours of operation. Removal rate of TN in RO process was fluctuated in the range of 34.5-62.9% (average 44.6%) during the operation. As a result of energy cost analysis, MD process using waste heat for heating the feed shows 18% lower cost compare with RO process. Thus, overall efficiency of the MD process is higher then that of the RO process in terms of permeate flux, removal rate of salts, and operating cost (in the case of using waste heat) in treating the anaerobic digestate of livestock wastewater.

국내 발생 암모니아 중 가축분뇨의 기여율이 높은 것은 자명한 사실이다. 암모니아 배출량 산정 과정의 정확도와 신뢰도 향상을 위해서는, 가축분뇨 발생량의 정확한 집계, 가축분뇨의 퇴비화 및 액비화 과정에서 단계별 암모니아 전환량과 발생량 산출, 퇴액비의 저장 및 운송과정에서의 암모니아 발생량 산정 그리고 토양 살포 과정과 방법에 따른 암모니아 발생량 비교 연구가 반드시 수행되어야 할 것이다. 미국과 유럽과 비교해 볼 때, 특히 국내 배출계수가 상대적으로 매우 획일적이고 시공간적으로 세분화되지 못해 국내 실정을 충분히 반영하지 못하고 있다. 암모니아 배출계수 산정의 정확도와 전문성을 향상 시킬 수 있는 방안으로, 퇴액비의 특성, 토양의 특성 그리고 기후 특성의 복합적인 고려가 가능한 챔버시스템을 활용할 수 있을 것이다. 국내외 암모니아 배출과 관련한 자료의 검토와 비교를 통해 현재 국내 시스템의 부족한 점과 나아가야할 방향을 확인할 수 있었으며, 암모니아 배출유량 산정이 가능한 챔버 시스템을 제언하였다. 향후 누락배출원의 신규 배출계수 산정과 같은 실질적인 정책과의 연계를 위해서는 실내의 챔버 시스템에서 더 나아가 현장에서의 mesocosom 시스템의 방법론 구축 또한 필요할 것으로 판단된다.

본 논문은 유기성 폐자원의 하나인 가축분뇨(우분)를 사용하여 고형연료화 가능성을 연구하고자 하였으며 생성물 제작 시 반탄화 방법을 이용하였다. 우분의 낮은 발열량을 개선하기 위해 첨가물을 사용하였으며 첨가물은 임업부산물인 톱밥과 계설성 폐기물인 낙엽을 사용하여 폐기물을 자원화 하고자 하였다. 반탄화 실험 진행 시 반응온도는 200-260℃까지 20℃씩 차이를 두어 생성물을 제작하였으며 반응 시간은 15분, 30분, 45분으로 나누어 생성물을 제작 후 실험 조건이 반탄화 생성물에 미치는 영향을 알고 자 하였다. 첨가물은 우분 대비 9:1, 8:2(우분:첨가물)의 비율로 섞어 시료 제작 후 반응생성물을 제작하였다. 본 실험을 통해 우리나라 고형연료제품 기준인 3,500 kcal/kg에 준하는 생성물을 얻을 수 있었으며, 첨가물을 추가하여 개선된 생성물을 얻을 수 있었다.

본 연구는 돈사 내 저장된 돼지분뇨 슬러리에 액상 일라이트와 일라이트 분말을 첨가하여 악취에 미치는 영향을 분석하였다. 공시 돼지는 3원교잡종(Yorkshire×Land race×Duroc) 4개월령 암컷 비육돈 (65~68 kg) 360두를 이용하였다. 시험구 배치는 무처리한 대조구와 돼지분뇨 슬러리에 일라이트 액상 33%와 분말 5%를 첨가한 처리구로 3반복(40두) 120두에 적용하여 완전 임의배치법의 3주간 사양 시험 하였다. 악취 저감제 처리는 슬러리 피트(slurry pit ; 3.75 m×9 m×1.2 m, 20 ton 저장 규모)아래에 저장된 슬러리양을 계산하여 일정한 비율에 맞추고, 매주 액상 일라이트는 분무하거나 또는 일라이트 분말은 뿌려주었다. 악취 측정은 슬러리 피트 위 10 cm 위치에서 암모니아, 황화수소, 메틸 메르캅탄 및 디메틸 설파이드를 측정하였다. 사양기간 동안 암모니아 발생량은 일라이트 처리 형태에 의해 크게 영향을 주었다(p<0.05). 특히 암모니아 발생량은 액상 일라이트 33% 처리구는 30~46%, 일라이트 분말 5% 처리구에서는 30~54% 감소되었다. 황화수소 발생량은 2018년 12월 24일에 측정된 결과를 제외 하고 사양기간 동안 일라이트 처리 형태에 따라 유의적으로 영향을 주었다(p<0.05). 처리구의 황화수 소 발생 감소량은 대조구와 비교할 때, 액상 일라이트 33% 처리구에서는 16~60%, 일라이트 분말 5% 처리구는 7~59%였다. 측정기간 동안 평균 메틸 메르캅탄과 디메틸 설파이드 농도는 모든 시험구에서 발생되지 않았다. 3주간 사양 시험에서 평균 암모니아 농도의 경우, 액상 일라이트 33% 처리구는 38.6%, 일라이트 분말 5% 처리구는 39.7% 감소되었다(p<0.05). 평균 황화수소 농도는 액상 일라이트 33% 처리구와 일라이트 분말 5% 처리구는 비슷한 수준인 42.5% 감소되는 것으로 나타났다(p<0.05). 결론적으로 본 사양시험의 결과 액상 또는 분말 일라이트 처리는 돈사 내 발생되는 암모니아와 황화수소에 대한 유의미한 저감효과를 나타내었다.

본 연구는 수평 원통형 퇴비화 장치를 이용하여 퇴비를 생산할 때, 폐사축을 동시에 처리할 수 있 는 가능성 여부를 판단하기 위하여 실험을 진행하였다. 그 결과 중금속의 경우, 아연의 함유량이 일반 운전의 일부 측정구와 폐사축 운전의 전체 측정구에서 허용함유량 보다 초과하는 것으로 나타났다. 특히 폐사축 운전의 경우, 구리 함량도 일반 운전에 비해 높게 나타났다. 우드칩 운전의 경우, 모든 중금속이 허용치보다 낮게 나타났으며, 구리, 카드뮴 및 비소의 경우는 폐사축 운전과 유사하거나 동일 수준으로 나타났다. 단지 니켈의 함유량이 29.5~63.8% 정도로써 일반 및 폐사축 운전에서 각각 9.3~18.0% 및 15.8~18.0% 정도 함유한 것에 비해 상대적으로 높게 나타났다. 그리고 크롬의 경우도 14.2~31.9% 정도로서 일반 및 폐사축 운전에 비해 상대적으로 높게 나타났다. 통합 운전의 경우도 모든 중금속이 허용치보다 낮게 나타났으며, 구리와 아연의 함유량은 각각 34.9~54.5% 및 53.1~75.9% 정도로서 우드침 운전의 경우인 48.9~52.6% 및 64.6~85.9% 정도와 유사하였다. 그리고 우드칩 운전에서 다소 높게 나타났던 크롬과 니켈의 함량도 안정화 된 것으로 나타났다. 함수율은 폐사축 운전의 경우, 평균 및 최종치가 60.7% 및 49.6% 정도로서 평균치가 권장치인 55.0% 보다 다소 높게 나타났지 만, 최종 함수율은 권장치인 55.0% 보다 낮게 나타났다. 통합 운전의 경우, 평균 및 최종 함수율이 각 각 29.2% 및 18.6% 정도로서 4개의 운전 중에 상대적으로 가장 낮게 나타났다. 그리고 운전별로 다소 차이는 있지만, 전체적으로 권장치인 55.0% 보다 낮게 나타났다. C/N비의 경우, 폐사축 운전에서 상대 적으로 가장 낮게 나타났고, 일반 운전에서 가장 높게 나타났다. 운전별로 보면, C/N비의 평균치가 13.7~20.3 정도의 범위이고, 전체평균이 18.3 정도로서 전체적으로 적정치인 30.0 이하를 유지하였다.

본 연구는 축산분뇨를 퇴비화 하는 과정에서 흔히 사용되는 수분조절제인 톱밥, 왕겨 등을 대체하여 사용할 수 있고 또한 재사용 여부를 판단하기 위하여 수분조절제 6종을 대상으로 특성을 분석하였다. 그 결과 본 실험에 사용한 수분조절제의 종류에 관계없이 유해성분의 함량은 0.0~34.1ppm으로써 농촌 진흥청에서 제시하고 있는 유해성분의 최대함량인 5.0~900.0ppm보다 상당히 적은 것으로 나타나 톱밥 이나 왕겨 등을 대체가 가능할 것으로 판단되었다. 그리고 수분조절제 원상태의 함수율은 최소 12.4% 에서 최대 16.6%까지 측정되어 적정 함수율인 60%이하 보다는 낮아 수분조절제로서의 기능이 충분한 것으로 나타났다. 흡수율은 최소 31.9%에서 최대 600.0%까지 나타나 수분조절제의 종류에 따라 큰 차 이를 보였지만, 가장 적절한 수분조절제는 우드펠릿인 것으로 나타났다. 우드브리켓만 보면, A사 제품 이 가장 높게 나타났고 그 다음으로 C사 및 B사 제품 순으로 나타났다. 전단강도는 전단강도를 측정할 수 없었던 재료를 제외한 5가지 종류에서 원상태의 경우, 평균 271.7N정도로서 가장 크게 나타났다. 그 다음으로 건조 및 흡수상태로서 평균 전단강도가 각각 78.0N 및 27.7N정도로 나타났다. 우드브리켓의 경우, A사 제품이 B, C사 제품보다 상대적으로 전단강도가 현저히 작게 나타났다. 전체적으로 볼 때, 전단강도는 흡수율이 작으면 상대적으로 크게 나타나는 경향이 있었다. 특히 소나무 우드칩이나 참나무 절단목의 경우, 흡수상태에서도 전단강도가 다른 재료에 비해 상대적으로 크기 때문에 돈분과의 교반 시 어느 정도의 동력을 견딜 수 있을 것으로 나타났다.