대한한돈협회(회장 이병모)는 지난달 22일 제 2축산회관에서 한돈자조금사업의 일환으로 한국형 친환경 양돈장 표준모델 구축을 위한 ‘지속 가능한 양돈장 표준모델 개발 연구사업 최종보고회’를 개최했다.

이번 연구는 축산 발효액 순환처리 시스템(이하 순환시스템)의 표준 매뉴얼과 악취저감형 친환경 양돈장 표준 모델을 제시하기 위한 것으로, 농업회사법인 제네탑(주) 부설 친환경순환양돈연구소가 연구를 주관했다.

친환경순환양돈연구소는 이를 위해 현재 국내에서 축산 발효액 순환 처리 시설을 운전 중인 양돈장의 실증 사례를 조사하고, 이들의 장·단점 및 애로사항, 개선 필요 사항 등을 파악했다.

특히 경기·충청·전라·경상 지역에서 순환시스템을 운영 중인 5개 양돈장을 표본으로 실태를 비교·분석 했다. 또 사례조사 실시 후 자료를 취합해 축산 발효액 순환처리 시설을 유형별로 분류하고, 이를 기초로 표준모델 안을 돌출했다.

◆ 축산 발효액 순환처리 시스템이란

순환시스템은 호기성 미생물을 이용한 활성슬러지법을 기본공정으로, 폭기 후 침전조에 있는 발효액을 다시 돈사로 보내어 돈사 내부에 미생물이 충만한 액을 공급하는 것이다. 또 돈사에서 새로 발생한 분뇨를 썩지 않은 상태로 돈사 밖 처리시설로 배출 시키는 순환 구조로, 돈사 내·외부의 악취저감을 통한 환경개선이 기대되는 시스템이다.

이 시스템의 대표적인 특장점인 악취저감 원리는 미생물 등이 충만한 발효액이 돈사 내로 재 유입되면 이들 발효액은 돈사 내에서 활동하면서 악취를 먹어 치우고(탈질화), 발효액의 호기성미생물에 의해 분뇨 부패 기전이 방지 되며, 일부 분뇨의 호기성 분해도 유도 한다.

단, 발효액의 순환 과정에서 주의해야 할 점들은 분뇨 내 너무 큰 입자나 많은 유기물이 있을 경우 미생물에 의해 발효되기 쉽지 않기 때문에 분뇨에 대해 1차적으로 고액분리과정을 거치는 것이 좋다.

이 발효액을 축사 하부 슬러리 피트로 보내어 다시 처리 시설로 흘러나오도록 해야 하는데, 슬러리 피트의 물리적 구조는 발효액이 정체되지 않는 지속적인 흐름 구조라야 한다. 슬러리피트로 순환 시키는 발효액의 양은 미생물을 보내는 것과 같기에 가급적 많이 보내는 것이 주요하다.

한편 현재 국내에서 축산 발효액 순환시스템을 운전 중인 양돈장은 전국에 200여 개소가 운영 중인 것으로 파악된다.

◆ 순환시스템 기대효과

순환시스템을 통해 돈사 내 탈질화 과정이 진행되고, 이로 인해 악취저감 효과가 나타난다. BOD(산소요구량) 수치 감소에 매우 좋은 효과를 보였다. 순환시스템 운영으로 사양성적 향상에 효과가 있는 것으로 조사됐으며, 실험 결과 증체율 향상과 폐사율 감소를 확인했다.

순환시스템 운영을 통해 기대되는 효과를 요약하면 △AB등급 출현율 향상 △자돈 육성율 향상 △분만율 향상 △돈사 내부 파리 급감 △호흡기와 아이패치 감소 △돼지 활력도 증가 △증체 향상으로 출하 시기 단축 등이다.

발효액이 일정 수온(25~30℃)을 유지하며 축사 슬러리피트(slurry pit) 내를 순환하기에 돈사 내 일정 온·습도 유지 효과가 있으며, 이는 돈사 내 사육환경을 개선해 생산성 증대 및 동물 복지에 기여 할 것으로 기대된다.

또한 축사 내 쾌적한 환경으로 인해 관리자 보건 상황 개선 및 주변 외부인에게도 악취저감으로 인해 양돈업에 대한 거부감도 줄일 수 있을 것으로 판단된다.

한편 순환시스템을 1년 이상 운영한 농장들의 유지관리비용은 발효분뇨 톤 당 1만 1120원, 두당 1700원으로 조사됐다.

◆ 순환시스템 문제점

이젝터 폭기 방식은 설치 업체마다 액비화일수(HRT) 적용 기준이 다르고, 동일 업체라도 HRT 기준이 모호한 것이 현실이다. 또 이젝터의 정확한 산소전달 효과 기준이 없고, 업체 별 기계 성능의 편차가 심한 것도 문제다.

전처리 공정을 하지 않을 경우 폭기 장치 손상을 초래할 수 있으며, 기계장치의 성능 대비 비용이 비싼 상황이다. 배관 막힘과 기계장치 고장이 많은 것으로 파악됐다.

미생물 시딩에 대한 방법을 체계적으로 숙지 시켜주는 곳이 없어 초기 운전 부주의로 폭기조 이상 증상이 번번이 발생하며, 시설 운전에 대한 이해 부족으로 고가의 미생물을 지속적으로 투여해야 하는 상황이다.

또 처리 시설에 유입되는 BOD농도의 충격부하 발생으로 폭기조 이상 증상(거품 넘침 등)이 자주 발생하고, 순환시스템의 중단을 초래하는 배관 막힘이 발생 할 수 있다. 운전기간이 길어질수록 이젝터 용량이 감소 될 수 있다.

특히 화학적 소독제가 유효미생물을 사멸시킬 수 있고, 소독에 의한 미생물 사멸 시 재시딩으로 인한 경제적 시간적 손실이 발생하고 있는 것으로 파악됐다.

◆ 순환시스템 활용 방안

사례조사와 농장 실험을 통해 조사·분석 한 결과 순환시스템은 효과적인 축산분뇨 처리 방법으로 판단된다. 그러나 단순한 처리 및 폐기의 개념으로 접근된 기존의 분뇨에 대한 인식과는 달리 축산발효액은 호기성 미생물에 의한 부숙과정을 거친 안정화된 상태로 미생물이 충만한 액비로, 경종농가와의 상생을 기초로 해야 한다.

사례를 조사한 천안 C농장의 경우, 친환경 순환양돈의 좋은 예로 반출을 앞두고 저장조에 저장 중인 액비는 검사 결과 부숙 판정과 N, P, K 성분 합계량 충족 및 액비 냄새도 메주 발효 냄새가 나 액비 시비에 민원 발생이나 계절적 제한 없이 상시 계약 경종농가에 시비 중이다.

순환 시스템의 악취저감 기능은 사례 조사와 실험 결과에서 농장환경 개선과 이에 따른 농장 성적향상 성과가 있을 것으로 파악 되어 농가 수익 구조 개선에도 효과적인 방법으로 사료 되며, 환경개선에 따른 무항생제 농장의 기반이 될 수 있다고 판단된다.

그리고 악취저감 효과 극대화를 통한 양돈산업의 대외적 이미지 개선과 양돈장 내·외부의 신속한 환경개선과 악취저감을 위해 제안되고 있는 다단계급이 팽이버섯 폐배지 공급 등의 다양한 방법과의 병행 운영을 모색 할 필요가 있다.

또 순환 시스템과 정화방류시설을 병행 사용 할 경우 순환 시스템의 유기물 분해 기능과 탈질화 공정을 통해 정화방류시설의 부하 감소와 방류 기준에 맞는 질소 함량 감소에 많은 도움이 될 것으로 추정된다.