미국, 악취방지 5개 목표 적용 “효과적”

미국 농무성 농업연구청의 바노티(Matias B. Vanotti) 박사는 친환경 축산악취 저감시스템의 미국 적용사례를 소개했다. 미국 노스캐롤라이나 주 양돈시설에서는 매년 3만 500두수의 돼지가 30만리터의 축산폐수를 발생시켜 악취문제에 직면했다. 

축산악취를 환경적으로 우월한 기술(EST: Environmental Superior Technology)을 통해 개선하는 방법이 제안되는 계기가 된 것이다. 

EST는 실질적인 암모니아 배출 제거, 악취제거, 병원성 미생물 제거, 질소 및 인의 영양염류 제거, 중금속 오염 방지 등 5개 목표를 설정했다. 노스캐롤라이나 주 정부는 양돈 Lagoon-sprayfield system을 EST로 대체하기 위해 200억 규모의 국제 협력 프로젝트를 통해 5개의 핵심 기술을 12개 양돈 농가에 적용했다. 분뇨처리시스템 개선으로 요약되는 1세대 과제 사업은 기존 양돈사양시설에 소속된 라군을 인회수 처리 장치와 생물학적 질소 처리 공정 그리고 고형 및 액화 분뇨의 분획 공정을 포함한 새로운 시스템으로 대체하는 것에 역점을 두었다. 2세대 과제 사업은 전반적인 스케일의 처리 사업으로써 복합체를 이용한 고형 및 액분뇨 분획 후 질산화‧탈질 공정을 통한 암모니아 제거와 인회수로 요약된다. 3세대 과제 사업은 복합체 추가를 통한 고형분뇨 침전화 방법이 추가됐다. 사업의 결과는 최소 두 개 이상의 처리공정들이 결합됐을 때 집약된 축산사양시설의 악취를 효과적으로 줄일 수 있었다는 것이다.

이의 연장 선상에서 (사)자연순환농업협회는 2021년 7월 14일 경북 고령군에 위치한 '해지음'에서 덴마크 바이오가스 얼라이언스(대표 폴 아이너 라스므센, Danish Biogas Alliance)와 가축분뇨 바이오가스 분야 기술협력 MOU를 체결했다.

최근 정부의 탄소중립 재생에너지(바이오가스)산업 육성과 탄소제로 산업으로서의 가축분뇨 자원화의 새로운 패러다임 확립에 대한 중요성이 갈수록 커짐에 따라 기술협력을 시작한 것이다. 

성장단계 맞춤 사료 급여 ‘권장’

별도로 축과원에서 돼지 사료를 단백질 수준별로 배합해 1개월간 급여한 후 돈방별로 슬러리를 채취해 악취물질 농도를 측정했다. 그 결과 사료의 고단백질(20%) 수준에서 저단백질(15%)과 권장(17.5%) 수준보다 인돌류와 이성체지방산 농도가 증가했으며, 페놀류 농도는 유의적인 차이는 없지만 증가하는 경향이었다. 권장수준 이상으로 단백질이 높은 사료를 급여하면 생산성 증대효과는 크지 않은 반면 분뇨에서 악취가 많이 발생됐다. 사료의 단백질이 고단백 수준(20%)이면 권장 수준이하 사료보다 인돌류, 페놀류 및 이성체지방산 농도가 크게 증가했다. 

해당 결과는 농가에서 성장단계를 고려하지 않고 고단백질 사료를 선호하고 있기 때문에 성장단계에 맞는 사료를 급여하면 악취가 감소할 수 있음을 시사한다. 

슬러리돈사 피트 분뇨 신속 제거해야

아울러 돈사 악취를 저감시키기 위해 비육돈이 사육되는 돈사 피트에 15일간 저장될 슬러리 양의 0.5% 정도로 아몬드피를 돈사 바닥에 살포하고 15일 후 슬러리 악취 물질 농도를 조사한 결과 페놀류 40%, 인돌류 9%, 이성체지방산 10% 및 암모니아성 질소 33%가 감소했다. 

특히 슬러리돈사의 피트에 분뇨를 장기간 저장하면 페놀류는 감소하지만 인돌류와 이성체 휘발성지방산이 크게 증가하므로 악취 발생을 차단하기 위해 신속히 돈사에서 분뇨를 제거하는 것이 좋다고 한다. 

슬러리돈사의 피트에 분뇨를 4주간 보관했을 때 페놀류는 28% 감소한 반면 인돌류는 92%, 이성체 휘발성지방산은 23%로 각각 증가하고 암모니아태 질소태 질소는 변화가 없었다. 페놀류와 인돌류는 양돈분뇨의 핵심 악취물질이다. 

슬러리돈사에서 분뇨 저장기간이 경과하면 악취가 증가하기 때문에 돈사분뇨를 2주 간격으로 배출하는 조치가 필요하다는 것이다.