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.

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.

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.

가축질병 바이러스는 매우 빠르게 전파되는 특징을 가지고 있으며 질병에 걸린 동물의 분비물에 접촉하거 나, 사람이나 차량에 의한 바이러스의 이동, 또는 공기를 통하여 전파가 이루어진다. 본 연구에서는 가축 및 분뇨 운반차량이 질병을 전파시키는 요인이 될 수 있다고 판단하고 전염병 발생 시 질병의 이동 경로를 파악 하고 효율적인 방역범위를 설정하는데 기초자료로 활용 하고자 한다. 축산차량의 이동경로를 분석하기 위해 ArcGIS(Ver. 10.3, ESRI, USA)의 Spatial Statistics tool에서 Measuring geographic distribution방법을 활용하여 Directional distribution을 추출하였다. 결과 값으로 위도(Latitude), 경도(Longitude), Rotation, XstdDist, YstdDist을 얻었다. 그 결과 특정한 목적을 가지고 출발지가 일정 지역에 귀속되어 있는 가축 및 분뇨 차량의 경우 출발지점, 도착지점, 목적지가 크게 바뀌지 않을 경우, 이용하는 도로는 한정되어 있었다. 30대의 차량 중 대다수의 차량이 일정한 패턴을 가지고 평상 시 이용하는 경로만 이용하여 분뇨를 운반하는 것을 확인 할 수 있었다. 본 연구를 통해 전염병 발생 시 질병의 이동 경로를 파악하고 효율적인 방역범위를 설정하여 투입 인원과 장비를 줄이면서 현재보다 효율적인 방역 범위를 설정이 가능할 것으로 판단되었다.

본 연구는 축산분뇨 처리장(바이오가스 플랜트) 액비의 고도처리에 적합한 공정을 도출하기 위한 기초 연구이다. 액비를 고도처리하기 위하여 나노여과 및 역삼투(reverse osmosis) 공정을 각각 사용하였고, 전처리공정으로서 담체를 첨가하지 않은 MBR과 담체를 첨가한 MBR을 각각 적용하여 비교하였다. 액비의 질소는 주로 암모니아성 질소의 형태로 존재하였다. MBR의 운전에서 담체(biomedia) 유무에 따른 COD, T-N 및 T-P의 제거효율에서 큰 차이는 없었으나, 담체를 첨가한MBR의 TMP는 담체를 첨가하지 않은 MBR에 비해 매우 서서히 증가하였다. 전처리 공정으로 담체를 첨가한 MBR 공정을사용한 경우, NF에 의한 COD, T-N 및 T-P의 제거효율은 각각 99.8, 86.5% 및 99.8%이었으며, RO에 의한 제거효율은 각각99.9, 86.8% 및 99.9%이었다. MBR과 NF/RO 공정을 이용하여 처리한 액비의 최종 수질은 분뇨처리장 방류수 수질기준과비교하였을 때, COD와 T-P는 방류수 수질기준을 만족하였으나, T-N은 수질기준에 부적합하였다. 따라서 T-N에 대한 방류수 기준을 만족시키기 위해서는 MBR 조업 cycle의 조정 또는 나노여과/역삼투에 의한 2차 재처리 등의 개선이 필요한 것으로 판단된다.

We carried out basic study on the major odor substances from livestock waste treatment plant to design high efficiency offensive odor treatment facility. We choose Y and G-treatment plants and measured each samples from pre-treatment facility, water treatment facility, sludge treatment facility and offensive odor treatment facility. The odor was mainly produced from pre-treatment facility from above measurements. The concentration of hydrogen sulfide was very high as 1,200 ppm from impurity treatment facility. The concentration of hydrogen sulfide was detected as 100 ppm in waste water treatment facility(aeration facility and head) and 160∼252 ppm in sludgy treatment facility (retaining facility and scum tank). The offensive odor treatment facility was composed of washing tower using NaOCl as washing material and bio-filter. Efficiency of the offensive odor treatment facility on the hydrogen sulfide was 5∼33% and the efficiency on the ammonia was low except Y-treatment facility’s vortex mixer washing tower which is 98%. Reduction efficiency of hydrogen sulfide was increased from 14.7% to 96.3% by changing washing material, NaOH, at Y-treatment facility’s vortex mixer washing tower.

본 시험은 무궁화과에 속하는 초본 식물인 Kenaf를 경상대학교 시험농장에서 2010년 6월 1일 파종하 여 같은 해 11월 18일 수확하여 건조 한 후, 축산분뇨의 수분조절제로서의 가치를 평가하였다. 건조된 Kenaf를 다시 bast, core, leaf으로 분류하여 분쇄를 하였으며, 각각의 분쇄물에 대한 수분 흡수율, 수 분 증발률, pH변화, 용적중, C/N비를 측정하였다. 분석 결과 수분흡수율은 대조군으로 사용된 왕겨 및 톱밥과 비하여 높은 수분 흡수율과 증발률을 보였고, pH는 Kenaf의 시료 별 증류수와 72시간 반응 후 측정해 본 결과 pH 2.8±0.01 - 4.34±0.02 범위로 톱밥 (pH 5.28±0.01) 및 왕겨 (pH 6.3±0.02)에 비해 다소 낮게 나타났다. C/N비 분석결과 Kenaf의 core가 649, bast 204, leaf 70 순으로 나타나 대 조군으로 사용된 톱밥 (789.1) 보다는 다소 낮았으나 왕겨 (132) 보다는 높은 비율을 보였다. 용적중 시 험에서는 Kenaf는 각 시료의 입경에 따라 A(≥ 4 cm), B(≤ 4 cm, ≥ 0.25 cm) 및 C 군(≤ 0.25 cm) 으로 구분하였고, 시험 결과 bast, core 및 leaf의 경우 입경이 큰 A 군과 B 군은 톱밥 및 왕겨와 비슷 한 용적중을 보였으며, 입경의 크기가 작은 C 군의 경우 다소 높은 용적중을 보였고, 특히 leaf C 군의 경우 톱밥 및 왕겨에 비해 5배 이상의 높은 용적중을 보여 입경이 작을수록 용적중이 높은 것으로 나타 났다. 본 연구는 축산분뇨의 퇴비화를 위해 Kenaf를 이용 수분조절제로서 활용 가능성을 제시하였고, 이러한 결과는 농가의 비용감소, 축산분뇨로 인한 환경오염 예방은 물론 친환경적 처리가 가능 할 것으 로 사료된다.

The present study investigated the emission characteristics of odorous elements from a local livestock waste treatment plant. Target materials were sampled twice from each place including the boundaries of the plant, exhaust of a fan from utility-pipe conduit and bio-filter bio-filter chamber. Among the sulfur compounds, methyl mercaptan was 3.0 ppb at the boundaryⅠ, 2.2 ppb at the fan exhaust, and 4,723.3 ppb at the outlet of bio-filter scrubber. In particular, one of main odor control facilities; bio-filter scrubber has released a large volume of methyl mercaptan. It also removes 76.8% of ammonia and 26.5% of trimethylamine.

This study was conducted to show the odor emission characteristics between the well maintained environment fundamental facility and the poorly maintained environmental facility. It also draws major components of odor emission based on facilities, stages, and suggest the proper way to reduce the level of odor for insufficient facilities. Insufficient facilities" air direct sensory and air dilution value levels are following: foodwaste ＞ livestock ＞ wastewater ＞ night-soil ＞ sewage. For the sewage and waste water facilities, the common characteristic of odor emission on each fundamental facility showed higher air dilution value in depositing reservoir and concentrator. And sulfur and aldehyde compounds came out to be the major odor causing components. In the case of night-soil and livestock facilities, the air dilution value was high in flow equalization tank and liquid erosion tank. And sulfur as well as ammonia component was the major malodorous substance. Foodwaste facility showed higher air dilution value than other facility, which sulfur and acetaldehyde compounds were acting as major malodorous substances.

Odor emission effects of unit processes in 10 livestock farms and 3 manure treatment facilities in Y and I cities, Kyonggido, were simulated using puff model after the odor emission rates were measured. 2 degree level of odor intensity and 1 degree level of it were predicted by the puff model in the adjacent area of odor emission source and within the 8km radius range of it, respectively. As real time odor modelling system was operated at specific manure based fertilizer making facility located in Y city, the highest odor concentration was predicted at the entrance of that facility and relatively lower odor intensity was estimated at the place more or less be aparted from the emission sources. The higher odor intensity was evaluated at dawn and evening because the odor was accumulated in case of stable air condition.

Odor emission characteristics of unit processes in 10 livestock farms and 3 manure treatment facilities in Kyonggi province were examined in terms of odorous compound concentration and dilution ratio values of the threshold limit measured by instrumental analysis and air dilution sensory test, respectively. The highest odor concentration was detected at the compositing process unit of each facility and the dilution ratio showed high correlation with the treatment capacity as well as hygiene of the facility. Odor intensities in some facilities showed severe fluctuations (10 to 27 times difference) in response to the wind speed and direction as well as other weather conditions. According to the instrumental analysis, the major odorous compounds in the research area appeared to be ammonia, hydrogen sulfide, trimethyl amine, acetaldehyde and carbonyl compounds. Although some facilities breed same livestock, the types of odorous compounds as well as their concentration profiles were dependent on the type of composting process and management skill. In addition, dilution ratio of the threshold limit did not always show positive correlation with the odorous compound concentrations, which indicates the necessity of applying both methodologies, sensory test, and instrumental analysis.

음식물류폐기물은 2011년 기준 13,429ton/day, 축산분뇨는 2011년 기준 135,653ton/day 발생하였다. 2013년 음식물류폐기물과 축산분뇨의 해양 배출이 전면 금지되었고 육상처리기술 대안 중 하나로서 혐기소화공정기술이 떠오르고 있다. 음식물류폐기물은 유분과 염분이 높고, pH는 낮으며, C/N비 및 COD는 높기 때문에 혐기소화 기간이 길고 처리효율이 낮아 어려움을 겪고 있다. 이에 본 연구에서는 음식물류폐기물의 혐기소화 효율을 높이기 위해서 음식물류폐기물과 축산분뇨의 병합처리를 모색하였고, BMP-test를 통하여 혐기소화 효율을 분석 하였다. 사용된 대상 시료의 TS, VS, CODcr, pH 등 기본성상 분석 결과와 문헌조사를 토대로 병합비율을 산정하여 약 30일간 BMP-test를 진행하였다. 그 결과 단일소화에 비해 병합소화에서 바이오가스 발생량(mL/gVS)이 높았고, 병합시료 속에 음식물류폐기물의 비율이 높을수록 초기 바이오가스 발생이 많았는데 이는 축산분뇨에 비해 가용성 유기물질 성분을 많이 포함하기 때문으로 사료된다. 병합소화에서 병합비율은 가장 중요한 인자 중 하나이나 음식물류폐기물과 축산분뇨의 성상은 지역별로 다르고 계절 및 년도에 따라서도 다르며, 발생량도 다르기 때문에 적절한 병합비율을 결정하기 위해서는 향후 음식물류폐기물과 축산분뇨의 병합처리 뿐만 아니라 유기성폐기물의 다양한 병합처리 연구가 필요하다고 사료된다. 본 연구는 혐기소화공정 설계 및 혐기소화 효율을 높이기 위한 기초자료로서 활용될 수 있을 것이다.

Food waste, food leachate and livestock wastes from an usual farm and a farm using much disinfectant were mixed to incubate within anaerobic serum bottle for BMP test. The methane yield rate and lag phase were determined by the modified Gompertz model and the Logistic model. The maximum methane yield rates by the modified Gompertz model were 15.9 ~ 41.0 mL CH4/g VS and higher than by the Logistic model. The modified Gompertz model was more appropriate than the Logistic model to have higher determination coefficient R2. The methane fermentation of mix with sole livestock waste from the farm using much disinfectant had ninefold lag phase and 40% or lower maximum yield rate comparing with the mix with sole usual livestock waste. The methane yield rate from a tonne of mix was increased as the ratio of food waste and food leachate increased. The cumulative methane yield was in the proportion of 40 m3 to a tonne of food wastes. The results of BMP test were analyzed by a response surface methodology (RSM) and modelized to a binomial expression, which was verified by analysis of variance (ANOVA) and to be appropriate for this case.

In this study, optimization of anaerobic co-digestion for food and livestock wastes was studied by an experimental design method. A central composite design (CCD) was applied in designing experiments. Selected two independent variables for this study were initial substrate concentration and mixing rate of livestock wastes. The ranges of experiment for initial substrate concentration and mixing rate of livestock wastes were 2~10 g-VS/L and 0~100%, respectively. Selected responses were methane yield, maximum methane production rate and volatile solids (VS) removal rate. The experimental design was analyzed using a response surface methodology (RSM). Models obtained by the RSM were analyzed by analysis of variance (ANOVA). ANOVA demonstrated that the models were highly significant. Optimal conditions obtained for the models were initial substrate concentration of 2.1 g-VS/L and mixing rate of livestock wastes of 48.8%, respectively. The measured values under the optimal conditions were well in agreement with the predicted values from the models. Thus, it showed that the CCD and RSM were appropriate for determination of an optimal mixing condition in the anaerobic co-digestion process for food and livestock wastes.