농림부, 환경부 합동 (발표 : 상지대 이명규 교수)

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1 농림부, 환경부 합동 (발표 : 상지대 이명규 교수)
가축분뇨의 효율적 처리와 이용 1주제 : 가축분뇨 관리•이용대책 2주제 : 농촌 지역내 축산분뇨의 순환시스템 구축 농림부, 환경부 합동 (발표 : 상지대 이명규 교수)

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45 농촌 지역내 축산분뇨의 순환 시스템 구축 농촌지역내 축산분뇨의 순환시스템 구축 강원 농‧수산 포럼
2주제 농촌 지역내 축산분뇨의 순환 시스템 구축 농촌지역내 축산분뇨의 순환시스템 구축 농촌지역내 가축분뇨의 순환시스템 구축 강원 농‧수산 포럼

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47 축산업과 연관된 환경문제와 관련분야 1 가공식품 고단백 식품 다량의 가축분뇨 발생 축산학 낙농학 사료학 수의학
(햄,소시지) (치즈,버터) (우유) (육류) (계란) 다량의 가축분뇨 발생 악취 문제 (VFAs, NH3, H2S) 폐수 문제 질병 문제 지하수, 토양오염 문제 축산학 낙농학 사료학 수의학 가공학(식품가공) 소 분뇨 돼지 분뇨 닭 20~40㎏/두.일 4.5~8.5㎏/두.일 0.1㎏/수.일 기초과학 환경공학 농학 물리화학 미생물학 폐기물처리학 환경생태학 수처리학 대기환경학 가축사양학 수의위생학 축산환경학 가축관리학 농화학 농업기계공학 토양비료학 작물생리학 축 산 업

48 가축분뇨의 이화학적 성상 2 항 목 축 종 돼 지 소 수분 pH SS(㎎/L) BOD(㎎/ L) COD(㎎/ L)
T-N(㎎/ L) NH4-N(㎎/ L) Cl(㎎/ L) P2O5(%) K2O(%) 증발잔사(%) 돼 지 소 분 뇨 78.5 223,000 62, ,000 35, ,000 4,664 426 1,695 1.68 0.14 29.5 - 5, ,600 9, ,600 7,780 1,082 1,844 0.15 0.33 4.51 84.2 7.0 119,000 24,442 19,600 9,430 208 2,191 0.44 13.8 93.2 8.3 3,998 5,997 8,344 320 5,167 0.004 1.89 5.8

49 소 및 돼지의 주요 바이러스성 질병 3 소 돼 지 동 물 질 병 명 바이러스의 표면특성 돼지 콜레라 돼지 수포병 돼지 일본뇌염
동 물 질 병 명 바이러스의 표면특성 돼지 콜레라 돼지 수포병 돼지 일본뇌염 돼지 전염성 위장염 돼지 로타바이러스 감염증 수포성 구내염 돼지 오제스키병 돼지 파보 바이러스 감염증 돼지 유행성 설사병(PED) 돼지번식, 호흡애군(PRRS) 돼 지 enveloped naked 구제역(FMD) 우역 소 전염성 비기관염 소 바이러스성 설사, 점막병 소 코로나 바이러스 감염증 소 로타바이러스 감염증 아바라키병 어까바네병 소 바이러스 사멸온도 56℃ : 30분 56℃ : 45분 60℃ : 2시간 56℃ : 15분 60℃ : 최소 2시간 56℃:30분 72℃:15-17초 60℃ : 최소 40분 증 상 가장 고질적인 악성전염병 구제역과 유사한 수포성 인수공통 전염병 설사병 구제역 유사병 유사산, 설사증 유사산 유사산 및 호흡기 질병 최근에 들어온 가장 악성전염병 우리나라에서는 미발생 호흡기 및 유산 인후두마비성 유사산, 대뇌결손, 관절만곡

50 가축분뇨의 병원성미생물에 대한 온도영향 4 1 hr 1 day 1 week 1 month 1year T e m p r a t
SAFETY ZONE 50℃-60℃ 온도조건을 4 – 23 시간 유지 시 병원성균 사멸 (SAFETY ZONE) 70 60 50 40 30 20 1 hr 1 day 1 week 1 month 1year 이질균 장바이러스 회 충 테니아(조충,촌충) 살모넬라 비브리오 콜레라 이질 아메바 T e m p r a t u ℃

51 도별 평균 ha당 비료성분 부하 수준 5 B/A (%) ha당 작물시비요구량 (A, kg/년) 구 분 ha당 가축생분뇨비료성분
구 분 ha당 가축생분뇨비료성분 부하량 (B, kg/년) B/A (%) N P2O5 K2O 경 기 강 원 충 북 충 남 전 북 전 남 경 북 경 남 제 주 평 균 134.5 144.3 118.4 119.1 123.8 121.6 122.2 136.4 164.9 129.7 66.7 62.9 58.0 55.8 59.5 58.2 65.5 168.9 63.8 87.9 90.1 81.9 73.2 78.3 76.6 83.3 91.2 145.3 85.1 175.3 78.0 95.5 126.9 90.8 108.5 86.3 103.6 51.8 110.7 47.9 25.9 31.6 35.5 26.5 35.2 30.1 12.1 32.4 72.6 32.9 40.3 47.1 34.7 42.7 33.1 39.0 16.3 43.5 133.9 64.3 81.3 108.1 74.1 85.5 71.3 75.1 31.9 86.7 43.8 53.7 65.1 44.7 58.5 46.4 45.5 8.1 53.6 39.9 48.7 65.0 45.3 51.3 41.4 11.8 52.7

52 강원도내 가축 생분뇨 기준 작물재배면적 ha당 비료성분 부하수준
6 (단위 : kg/ha, 년, %) 질 소 구 분 인 산 칼 리 시비요구 량 (A) 생분뇨 (B) B/A 춘천시 원주시 강릉시 동해시 태백시 속초시 삼척시 홍천군 횡성군 영월군 평창군 정선군 철원군 화천군 양구군 인제군 고성군 양양군 137 120 138 125 240 122 153 133 143 151 184 198 121 115 142 130 114 156 57 149 45 69 93 78 31 18 8 181 132 43 51 88 96 112 46 62 36 70 54 20 9 4 124 30 39 49 60 56 72 61 94 66 104 50 53 52 41 24 34 12 28 27 11 6 3 48 37 16 68 23 40 19 5 85 90 82 32 81 89 160 84 91 95 67 75 76 26 47 15 35 21 17 29 44 92 80 74 25

53 가축분뇨 액비 추천 살포량 2002. 농촌진흥청 7 작물 종 기비살포량 (연간총질소량kg/10a) 작물종 농작물 벼
간척지 벼재배 50% 50~70% 과수 사과 배 포도 복숭아 감 감귤 60% 75% 밭작물 보리 옥수수 100% 노지 채소 고추 감자 파 배추 생강 마늘 수박 양파 70% (19kg/10a) 30~50% 40% 30% 20~30% (24kg/10a) 60% (25kg/10a) 33% 사료 작물 귀리 호밀 수수ⅹ수단그라스 담근먹이용옥수수 초지 100% (30~40kg/10a) 200% 2002. 농촌진흥청

54 개별농가수준과 지역단위 수준에서의 가축분뇨관리
8 개별농가 수준 퇴비화기술 – 톱밥수급, P과잉 액비화기술 – 면적확보, 살포기술, 악취기술 정화처리기술 – 법적규제강화, 관리능력 개별농가의 분뇨 발생량 개별농가의 농지환원면적 개별농가 분뇨처리 방법 선택 지역단위 수준 지역적 발생량 지역적 가축분뇨 소요량 선정 지역적 잉여가축분뇨 처리 지역차원에서의 가축분뇨는 공동처리 System 구축 필요 발효퇴비 유통센터 발효액비 유통센터 축산폐수 공공처리장 자원순환형, 친환경농업과 연계한 지역의 중추적 기능으로 전환되어야 함

55 가축분뇨의 개별농가, 지역단위 수준별 관리형태
가축분뇨의 개별농가, 지역단위 수준별 관리형태 9 덴 마 크 네덜란드 일 본 과잉분뇨는 분뇨은행을 이용한 분뇨 유통 체계 이용 발효퇴비, 발효액비 등을 이용한 분뇨유통체계 이용 개별농가수준 지역단위수준 축 사 시설위치 농장분뇨 저장능력 농 장 분뇨살포 축산농장 경영과 면적규제 의무윤작 시비계획 녹피면적 사전신고 환경승인 폐수처리 방 법 가축분뇨 규 제

56 한국, 일본, EU의 환경축산 발전단계 10 단계 1 구 분 내 용 방류수규제 강화 주요수단 단계 한 국 악취·수질 문제
한 국 악취·수질 문제 BOD, N, P 강화 일 본 수질오탁방지법 폐기물처리 및 청소에 관한 법률 악취방지법 E U EU국가별 농지환원을 기본으로 액비시용기준 설정, 규제 지하수, 지표수 지속적 문제화 2 3 4 5 분뇨이용촉진법률 제도화 단계 비료법개정 민간 주도 분뇨대책 수립 유도 단계 지하수오염방지 법규 강화단계 미래형 친환경 축산체제구축단계 농지환원 축산농가 지원 우선제도 가축퇴비, 액비제조 가공 판매센터 추진 가축분뇨 발효액비 규정(신설) 토양작물 생육에 기초 한(N,P) 축산정책 퇴비,액비유통화 지역순환체계 종합시스템 구축 가축배설물 관리적정화 및 이용촉진에 관한 법률 가축분뇨 퇴비센터 중심 야적 및 웅덩이처분 금지 가축분뇨퇴비 유통화조직체계 축산환경정비기구의 민간주도설립 축산환경기술연구소 설립 가축분뇨 시용 한계량 강화 (네덜란드) 조화의 규칙, 면적규제 등 강화조치(덴마크) 잉여분뇨에 대한 다양한 유통방법 체계화 Pelleting, 가축분뇨 해외수출 액비유통체계(독일) 수질환경계획Ⅱ등 가축단위강화 양돈 10%감축(덴마크) 인산기준 분뇨시용 규제 MINAS(네덜란드) 메탄발효(덴마크, 네덜란드) 슬러리 N,P 부하 저감기술 (독일, 네덜란드) 유기축산장려(덴마크, 독일)

57 70 권역 중심의 투입·배출 구축 모식도 대 기 40 100 50 식 품 식 품 100 50 사 료 축 산 물 100 50
11 대 기 40 100 70 50 식 품 식 품 100 50 사 료 축 산 물 100 50 화학비료 비 료 40 지하수•수계

58 가축생산 시스템내 순환 모식도 외 부 유 통 체 계 순 환 분 뇨 발 생 가 축 사 육 시 설 악 취, 질 병 제 거
12 분 뇨 발 생 가 축 사 육 시 설 악 취, 질 병 제 거 처 리 방 법 청 정 가 축 분 뇨 비 료 생 산 자 체 사 료 생 산 •화 학 비 료 대 체 •수 입 사 료 대 체 외 부 유 통 체 계 순 환

59 분뇨 처리 기술과 순환적 특성 공법 기술적특성보완 순환적특성보완 퇴비화 톱밥, 왕겨를 이용한 부숙화 촉진 토양 물리성 개선
13 공법 기술적특성보완 순환적특성보완 퇴비화 톱밥, 왕겨를 이용한 부숙화 촉진 토양 물리성 개선 톱밥 절약형 개발 시설 면적 절감형 개발 톱밥 발효 비료의 비효강화 공공 유통 체계 강화 정화 처리 개별농가보다 공공처리시설 체계구축 N, P 정화효율 강화 운영 경비 절감 방안 구축 방류수의 재이용 계획 구축 생성 오니의 재이용 방안 구축 저장 액비 악취 및 가스 관리형 기술보완 비료성분의 균일성 관리 병원 미생물 안전성관리 악취개선 기술 체계 미부숙 액비 관리 저장조 관리, 살포기술 체계 구축 작물 재배등 토양 관리 체계구축

60 순환형 가축분뇨 처리시설의 선정 요건 가축분뇨 처리 시설 경제성 기술성 이용성 초기투자 운영비용 판매수입 완숙기간 유지관리
14 가축분뇨 처리 시설 경제성 기술성 이용성 초기투자 운영비용 판매수입 완숙기간 유지관리 환경영향 자원이용 냄새민원 이용편리

61 친환경 축산 시스템 수의방역적 제도 및 기술개발 수의방역적 측면 최적의 자원화 제 도 및 기 술 개 발 환 경 제 도 및
15 수의방역적 제도 및 기술개발 수의방역적 측면 병원성 바이러스 병원성 세균 병원성 원충 (HACCP 개념 도입) 최적의 자원화 제 도 및 기 술 개 발 환 경 제 도 및 기 술 개 발 토양, 수질, 지하수, 악취 자원적 측 면 비료, 에너지 (퇴비, 액비 자원화 유도) 축산농가 가축분뇨발생 환경적 측 면 (방류수 기준강화) 농가 경제성 측면 지역별, 농가개별 경제성 분석 및 System 개발

62 친 환경적 가축분뇨 관리체계화의 제 과제 16 가 축 분 뇨 관 리 체 계 수 질 환 경 관 리 유통 촉진 및 에너 지화 관리
친 환경적 가축분뇨 관리체계화의 제 과제 16 정화방류처리 가축분뇨 수계환경 모니터링 수 질 환 경 관 리 가 축 분 뇨 관 리 체 계 유통 촉진 및 에너 지화 관리 Pellet, 액비의 수출지원 가축분뇨 처리시설의 경제성 퇴비 · 액비의 유통체계 퇴비생산기술 위생적 퇴비시설 퇴비 등급화 퇴 비 화 관 리 액 비 화 관 리 액비 생산기술 위생적 액비시설 액비 등급화 사양 관리 시 분뇨발생 억제 발 생 량 감 축 관 리 농 지 환 원 관 리 토양 환경관리 가축분뇨 살포 가축분뇨 작물재배 축사 악취 발생 경감 농장수준 발생량 감축

63 지역별 가축분뇨 관리 접근방법 예 17 접근방법 관리체계 농업지역 준농업지역 농업 비의존지역 (단위 : %) 1 2 3 4 5
6 접근방법 발생량 감축 관리 농지 환원 관리 발효액비화 관리 발효퇴비화 관리 수질 환경관리 유통촉진 및 에너지화 관리 관리체계 가축분뇨 발생량 농업지역 50 30 20 100 준농업지역 농업 비의존지역 10

64 일본 큐수지역에서의 유기액비 공급 센터 유기액비제조과정 스크린 (경사) (일반) 원료 효소제 협잡고형물 프레스 성숙조 (폭기)
18 1)소규모 종합센터 조성(면단위, 국가지원50~70%) 2)규 모 : 인원 4명/차량 4대(개조탑차 3대, 인분차1대)           총면적 1700평 : 시설320평, 저장조 120평(2천톤-15톤/일) 3)운영비: 축분뇨수집 300엔/1.8톤, 처리액비공급 500엔/1.8톤, 액비위탁살포 1,200엔/1.8톤 4)특 징 : 시설, 주변정리 깨끗함, 차량개조-이미지제고, 편리한 구조           100m 살포호스(40mm)이용, 악취가 약간 있음. 유기액비제조과정 축산분뇨 생활분뇨 스크린 (경사) (일반) 액비저류조 원료 효소제 협잡고형물 프레스 성숙조 (폭기) 조정조 (유량) 2연식 퇴비 소각로

65 순환시스템을 위한 가축분뇨 관리체계 구축 분뇨발생 정화처리 규제 강화 및 잉여분의 자원화 시설추가 수질관리 모니터링제도
19 정화처리 규제 강화 및 잉여분의 자원화 시설추가 수질관리 모니터링제도 (총량규제) 수계환경관리목표설정 토양 환경 관리 대기질 환경관리 목표 설정 대기오염물질분석 표준화작업 대기오염물 방지규정 (NH3, NH4, N2O) 분뇨의 「지역별」 이용체계제도 구축 분뇨 및 액비의 이용 농가 지원제도 구축 N, P 기록화 제도 구축 분뇨 관리교육 전문화 제도 구축 분뇨 및 액비유통화제도 구축 분뇨 및 액비의 사용제한 및 구입권 제도 구축 제도 발전을 위한 시범적 모델사업실시 액비 및 퇴비제조 및 악취환경개선제등 축산환경 전문관련업체 선정 표준화작업 분뇨발생

66 가축분뇨 유통화 제도 구축 20 구 분 조 건 의 구 체 예 기 타 퇴비 및 액비의 유통 체제 구축 1.가격의 적정성 확보
2.유통의 경제성 확보체계 3. 지자체의 공급 및 구입방식의 의무화 4.이용 농가의 친환경 보상체제 5.근거리는 방역을 염두에 둔 청정액비체제 6.중거리는 퇴비형태 7.원거리는 Pelleting 또는 Packing (가공액비) 가격보상제도 거리별 공급체계 지자체 재원 유도 가계보상제도 유통센터 중심 시설지원 퇴비 및 액비 제조 방법의 경제성, 친환경성 1.부숙도, 청정도, 높은 저장성 확보 2.수분 조절재의 극력 미사용 방법 3.저인산화 등 가축분뇨의 다양한 처리방식 기능 4.장거리 수송을 위한 Composting System 구축 등급화 주문생산 System Pelleting 시설지원 퇴비 및 액비로서 기본적인 사항준수 1.비료효과 인증자료 (자원) 2.청정성 인증자료 (방역) 3.안전성 인증자료 (환경) 4.안정성 인증자료 (자원) 5.성분표시제 (균일성) 작물생육시험 Virus,병원균 중금속, 유해물질 부숙도 평가자료 질소, 인산, 카리 구 분 조 건 의 구 체 예 기 타

67 가축분뇨 발효 비료(액상)의 공정 규격 21 (㎎/ L) 가축 분뇨 발효 액비 (액) 2002년 12.31신설 함유하여야 할
주성분의 최소량 (%) 질소전량 : 0.3 비료의 종 류 함유할 수 있는 유해성분의 최대량 (㎎/ L) 비소 ㎎/ L 카드뮴 0.5 ㎎/ L 수은 ㎎/ L 납 ㎎/ L 크롬 ㎎/ L 구리 ㎎/ L 아연 ㎎/ L 니켈 ㎎/ L 기 타 규 격 염분(NaCl) : 0.3% 이하 수분 함량 : 95% 이상 냄 새 악취강도(관능법) : 2수준 대기환경보전법 악취발생제한 규정에 준함 비 고 1.저장기간 및 시설 호기성발효의 경우 충분한 발효시점• 저장 및 폭기조·교반 장치 저장시설 200t이상설치 2.살포량 연간 질소 25kg/10a 이하 3.살포시기 겨울철 및 장마기 제한 4.살포지 : 민가에서 200m 이상 격리지역 5.농경지 밖으로 유출금지

68 국내 축산농가 수준의 발효액비 유통 사례 22 농장명 성림 농장 제천 다운 백제 샘골 두미 죽정 21C 영농조합 유당 농원
소재지 충북 충남 서산 부여 강원 원주 경기 이천 고성 제주학림 전북 무주 사육 규모 1,500두 2,000두 2,500두 3,000두이상 800두 3,600두(자돈) 1,000두 1,200두 12,000두 월 액비 생산량 150톤 300톤 100톤 72톤 78톤 135톤 액비 살포 농가수 40농가 25농가 10농가 70농가 120농가 더랭이농장, 홍천 주문처리 30농가 18농가 농산 살포지 담배, 고추, 약초, 채소밭 고추, 오이, 담배, 논, 배과수원 무, 배추 등 채소밭 수박, 딸기, 무, 배추, 밭 친환경 농산물(벼,콩,채소, 과수원) 잔디, 골프장 배추, 무, 채소류 감귤, 감자, 도라지, 더덕, 당근 장비 8톤 탱크 차량 (중개인 소유) 5톤 4.5톤 탱크차량(자체 2.5톤 (자체소유) (자체 탱크 차량 비용 5~7만원/차 사용비 자체부담 25만원/차 (기사채용) 회원농가 -1만원/톤 20Km -2만원/톤 50Km -5만원/톤 6만원/차 2만원/차 (영농회원) 자체 부담

69 지역별 가축분뇨관리체계의 개념도 양축농가 청정퇴비•액비 제조 및 유통센터 회원경종농가 소유 전•답 (청정농산물 생산)
23 축산농가 자가농지환원 양축농가 청정퇴비•액비생산 유통센터 보유차량으로 센터내 이용 농협생산자조합 (시,군 지부) 청정퇴비•액비 제조 및 유통센터 농업기술센터 (시, 군 단위) 청정퇴•액비의 품질관리 책임, 지도, 관리 퇴•액비살포지별 토양분석, 시비량 결정, 토양프로그램 지도관리 ⊙ 퇴•액비 운반 차량 보유관리 ⊙ 퇴•액비 유통 가격 설정 청정퇴•액비의(잉여물질) 외부반출 및 판매사업지원 기타에너지 생산 및 미래형 분뇨이용기술 확립 센터차량으로 살포현장 이송 경종농가 (회원제 운영) 센터보유 살포기로 퇴•액비살포 회원경종농가 소유 전•답 (청정농산물 생산)

70 가축분뇨 통합 자원화 시스템 흐름도 24 축산분뇨 발생(A) 뇨 스크린 저장조 유량 조정조(희석) 생물학적 처리 화학적처리
분리막이용 수처리 분뇨 분리 방 류 분(퇴비화) 슬러지 매립 농축수 (N 2g/ℓ) 축산분뇨 발생(B) 고온 발효 액비화 처리 발효 액비 분리 저장조 분리막이용 농축장치 혼합 분뇨 30% 증발 발효 고형물 비료 발효액상비료 고농축 액상비료 (N 5~10g/ℓ) 기존축산폐수 공공 처리장 통합 자원화 시스템

71 가축분뇨 통합 자원화 시스템의 공정 사진 25 축산분뇨 슬러리 고온발효 액비화 장치 스크린 장치 성형된 고형펠렛 고형펠렛 장치
기능성 발효액비 제품 고농축 발효액 방류수 분리막 농축 장치 (UF/RO) 발효 액상 비료

72 액비 작물 실험 결과 26 호박의 생육과 수량 벼의 생육 및 수량 (대안벼, 원주) 오이의 생육 및 수량 결구상추의 구중 비교
감자의 생육과 수량 미나리의 생육과 수량

73 액비상용화 사진 타오 액비(대) 타오 적토마(대) 타오 그린(대) 타오 적토마(중) 타오 액비 타오 치키 타오 피그 타오 칸
27 액비상용화 사진 타오 액비(대) 타오 적토마(대) 타오 그린(대) 타오 적토마(중) 타오 액비 타오 치키 타오 피그 타오 칸 타오 그린(중) 타오 그린(소)

74 UF 처리이후 Ca2+, Mg2+, Pb, Cu, As, Hg, Fe, Cd등은
가축분뇨 통합 자원화 처리 공정별 물질 농도 28 구분 원수 발효액비 UF처리수 R/O농축수 R/O처리수 COD (㎎/ℓ) 45,243 19,510 2,450 20,540 60 BOD (㎎/ℓ) 30,162 4,006 233 857 1.6 T-N (㎎/ℓ) 6,306 2,416 1,575 5,846 19 NH4-N (㎎/ℓ) 6,024 2,112 1,308 5,740 18 T-P (㎎/ℓ) 1,425 975 185 622 2.6 K+ (㎎/ℓ) 4,521 3,825 3,427 2,140 15 Na+ (㎎/ℓ) 484 283 254 10 SS (㎎/ℓ) 62,150 35,520 - - - 비고 UF 처리이후 Ca2+, Mg2+, Pb, Cu, As, Hg, Fe, Cd등은 불검출

75 가축분뇨 통합 자원화 시스템 공정 구상도 29 청정 유기 자원 중 앙 관 리 동 생산동 방류 생분 저장조 액비 Screen액
TAO sys. 1차생산액 농축액 G.L 수거차량 저장고 분주기 살균 퇴비사 협잡물 제거기 기비액 청정 액비 제품보관창고 청정 유기 자원 생산동 중 앙 관 리 동 1차 농축 2차 농축 3차 처리 오폐수 집수조 (오수/세정액) 기비살포용

76 원주시 가축분뇨 통합자원화 시범센터

77 토양, 수질, 지하수 청정환경보호 청정농축산물 생산유통
가축분뇨 유통센터 (농림부) 가축분뇨 통합자원화센터(환경부) 청정 유기자원 지원센터 토양, 수질, 지하수 청정환경보호 청정농축산물 생산유통