축산직 공무원 축산학과 등 축산학 요점만 알기쉽게 요약 정리 11. 배설물 처리

제11장 배설물

처리

 

1. 가축배설물의 성분 특성

① 사료 중 소화되지 않은 유기물 및 장 미생물의 발효생산물, 장미생물, 기생충으로 구성됨.

② 고형분 함량은 10%내외이며 사양 형태, 축사 구조에 따라 변화할 수 있다.

③ BOD5는 20000-70000이며, 우분이 돈분과 계분보다 낮은 편이다.

 

2. 가축배설물이 환경에 미치는 영향

1) 지력 유지 : 배설물을 비료로 사용→ 작물 재배에 필요한 영양소를 공급, 토양의 구조 개선.

2) 악취 : 장 미생물에 의해 분해된 휘발성 물질을 다량으로 포함.

3) 질병전염 : 기생충과 병원성미생물이 존재할 수 있어 하천, 지하수를 오염→ 위생문제를 유발

4) 생태계 변화

(1) 생태계 파괴 과정 : 배설물 유기물 하천 유입→플랑크톤 및 미생물 번식

→하천 용존산소량 급감 및 햇빛 차단(직접적인 원인)→하천 호기성 및 광합성 생물체의 사멸

→하천 생물계 변화→생태계 파괴

(2) 생태계 파괴가 자연 및 인간에 미치는 영향 : 배설물에 의해 하천의 생태계가 변화→ 인접한 지역으로 연속하여 확대→ 사람이 살고 있는 생태계 변화→ 예측불가 부적절한 환경이 조성.

(3) 배설물이 생태계를 변화시킬 수 있는 정도의 표현방법 : 생태계 파괴의 직접적인 원인은 유기물 분해를 위한 산소소모량이다. 이는 1L 폐기물의 유기물을 미생물에 의해 분해하는데 소보되는 산소의 mg수로 나타내는 BOD(생물학적 산소요구량)로 표기한다.

일반적으로 5일 동안에 분해하는데 필요한 BOD인 BOD5로 표시한다.

(4) 하천 방류 가능 BOD5 : 30mg/L의 폐수만이 하천으로 방류하는 것이 허가된다.

 

3. 가축배설물의 이용

1) 비료

① 유기물의 자연순환계의 한 부분이기 때문에 비료로 사용하는 것이 가장 바람직.

② 발효시켜 유기물을 분해하고 병원성미생물과 기생충을 사멸한 후에 비료로 사용해야 한다.

③ 가축에게 항생제를 과다하게 급여했을 경우 발효가 잘 안 된다.

2) 연료

① 혐기 발효하여 메탄가스를 생산 한 후 연료로 사용할 수 있다.

기온이 낮은 지방에서는 발효가 안 되기 때문에 더운 지방에서 가능한 방법.

② 수분함량을 25%이하로 건조하여 직접 연료로 사용할 수 있다. 후진 유목사회

3) 사료

① 배설물에는 유기물이 많이 존재하기 때문에 사료로 이용될 가능성이 있다.

② 계분에는 조섬유 함량이 낮아 사료로서의 효용성이 우분이나 돈분보다 높다.

③ 계분에는 요산과 같은 비단백태 질소 함량이 높아 반추가축 사료로서도 적합한 특성 보유

④ 배설물에 발효미생물을 첨가하여 발효함으로서 유기물을 분해하여 이용성을 증진하고,

병원성미생물과 기생충을 사멸하여 위생적 품질을 개선할 수 있다.

⑤ 배설물을 사료로 사용할 수 있는 특성을 일부 가지고 있긴 하지만 위생적인 문제,

현대축산의 고도의 정밀성 및 효율성 지향 등의 문제 때문에 실용화 되고 있지 않다.

 

4. 배설물의 처리원칙

1) 배설물 생산의 최소화

① 배설물은 사료가 이용되지 않는 부분이며, 배설물 처리에 비용이 부가되기 때문에 사료이용성을 최대화 하여 배설량을 최소화 하여야 한다. 사료이용성을 최대화함으로서 가축생산성 뿐만 아니라 배설물처리 비용을 최소화 할 수 있다.

② 물이 배설물로 혼입되는 양을 최소화 하여 부피가 늘어나지 않도록 해야 한다.

2) 비료로 사용 : 비료로 사용하는 것은 유기물의 자연 순환 법칙을 지킨다고 하는 것뿐만 아니라 비용이 가장 적게 드는 방법이기 때문에 최선의 방법.

3) 정화 방류 : 비료로 사용하지 못한 배설물은 정화→ BOD5를 30mg/L 이하로 낮춘 후에 방류

 

5. 배설물의 처리

1) 배설물의 수거 : 배설물의 수거에 인력이 소모, 배설물을 효과적으로 수거하는 체계를 고려 .

2) 비료화

(1) 비료화의 조건 : 발효를 의미. 발효가 잘 될 수 있는 조건으로 조정한 후에 발효해야 한다.

① 발효 영양원 : 에너지원으로 주로 이용되는 탄소와 미생물체 합성 원료로 사용되는 질소의 비율(C/N)이 적절해야 배설물 유기물이 손실되지 않고 비료의 성분으로 보존 된다.

적절한 C/N 비율은 25-30이다. 배설물의 C/N 비율은 8-20으로 질소량이 과다하다. 질소량이 과다하면 발효과정 중에 질소가 암모니아 가스로 소실된다.

② 미생물 : 배설물중의 미생물로 충분하나 발효 중 악취 생성 방지→별도의 미생물을 첨가.

③ 산소 : 호기성 발효가 혐기성 발효보다 효율이 좋기 때문에 배설물의 단위면적당 퇴적량의 조절, 뒤집기, 공기 주입 등의 방법으로 산소를 공급하는 것이 좋다.

④ 수분 : 수분함량이 너무 높으면 산소함량이 낮아 발효가 지연된다. 수분 조절제를 첨가하여 수분함량을 50-60%로 조절해야 한다.

⑤ 온도 : 발효과정에서 온도가 상승하는데 병원성 미생물과 기생충이 사멸하기 위해서는 60℃ 이상으로 수일간 지속되도록 해야 한다. 배설물의 퇴적 깊이를 1m이상 되도록 하여 발효열이 보존되도록 해야 한다.

⑥ pH : 배설물의 발효초기 pH가 6-8이 적당하다.

(2) 발효 : 배설물을 액비와 고형물과 분리하여 별도로 발효하거나 분뇨 오수 혼합배설물을 그대로 발효하는 방법이 있다.

① 분리 발효

② 분뇨 오수 혼합 배설물 처리

수분함량이 90%이상이다. 발효가 완료된 것은 농지에 살포하여 비료로 사용한다.

3) 메탄가스의 생산

기온이 높아 메탄발효에 필요한 온도인 30-35℃를 용이하게 유지할 수 있는 지역에서는 발효비용도 적게 들고 저렴하고 편리한 연료를 생산할 수 있기 때문에 매우 효율적인 방법이다.

발효탱크에서 배설물의 초기 pH를 6.6-7 로 조정하고 온도를 30-35℃로 유지하면서 밀폐하면 혐기발효가 진행된다. 25-30일 이 경과하면 발효가 완료된다. 발효가 완료된 액비는 비료로 살포한다.

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<확인문제>

연습문제

1. 배설물의 유기물에 기인하는 가장 중요한 환경문제는 무엇인가 ? ③ 생태계 파괴

 

2. 배설물에 의해 생태계가 파괴되는 직접적인 원인은?

① 유기물에 의한 하천 용존산소의 급격한 감소

 

3. 배설물처리 원칙을 잘 제시한 것은 ?

② 배설물 생산 최소화, 비료로 사용

 

4. 배설물 발효시 C/N비율을 25-30으로 조정해야 하는 이유는 ?

③ 에너지원 보충에 의한 질소 손실 방지

 

5. 배설물 발효시 발효내부의 온도가 60℃ 이상으로 수일간 유지되어야 하는 이유는 ? ① 병원성 미생물 및 기생충 사멸

 

<교과서 연습문제 해설>

1. 가축 배설물의 처리 방법으로 가장 바람직한 것은 무엇인가 ?

② 발효 후 비료로 사용

 

2. 가축 배설물이 생태계를 파괴하는 원인은 ?

④하천 용존산소 감소에 의한 하천 생물체 사멸

 

3. 가축 배설물 생산량의 최소화를 위해 가장 좋은 방법은 ?

③ 가축 생산성의 효율화 ☞ 해설 : 사료는 가축의 생산을 목적으로 급여하는 것이기 때문에 생산성을 효율화하여 급여하는 사료의 유기물을 가축이 최대한으로 이용할 수 있도록 하여 축산 본래의 목적을 달성하면서 배설되는 유기물을 최소화해야 한다.

 

4. 배설물을 비료로 사용하기 위해 발효 할 때 발효 배설물 퇴적 높이가 1m 이상이 되어야 하는 이유는 ?

② 고온에 의한 병원성 미생물 사멸 ☞ 발효과정에서 생성되는 열이 손실되지 않도록 하여 온도다 60℃ 이상으로 유지됨으로서 병원성미생물과 기생충을 사멸시킬 수 있다.

 

5. 하천에 방류 할 수 있는 폐수의 법적 BOD5 한계는 ?

☞ 하천 방류 법적 허용치는 30mg/L 이하 이다.

 

6. 배설물 발효시 C/N 비율을 조절해야 하는 이유

☞C/N 비율을 높임으로서 에너지원인 C 화합물의 량을 증가시킴으로서 질소가 미생물체성분으로 전환하여 질소의 손실을 방지할 수 있다.

 

7. 가축 배설물을 연료로 사용하는 예를 조사해 보시오.

☞ 메탄가스 생산사용.

유목민 가정에서 가축 분을 건조하여 연료로 직접 사용