http://www.pignpork.com/2000/07july/0007.htm 여기가시면 도움이 될것같습니다.
<양돈시설의 악취제어 > Gerald L Riskowski 미국 일리노이 주립대학교
악취는 가축분뇨 관리과정에서나 저장중 뿐만 아니라 돈사에서도 상당량 발생한다. 특히 피트에서 4∼5일 이상 돈분뇨를 저류하는 돈사에서는 더하다. 마루, 벽, 장비, 돼지 자체 어디에나 묻어 있는 분뇨와 먹다 남은 사료 등이 분해되면서 발생하는 냄새는 몇 날, 몇 달을 두고 지속된다. 이러한 악취원에 피복된 표면적이 의외로 커서 강한 악취가스와 먼지의 휘산으로 이어질 수 있다. 돈사의 공기중 먼지농도는 매우 높으며, 악취물질이 먼지와 흡착되어 운반되기도 한다.
돈사에서 발생하는 악취휘산 저감을 위한 여러 가지 전략이 있으나 이 글에서는 몇 가지만 언급한다. 일반 사람들은 악취에 매우 민감하게 반응한다. 그러므로 당연한 이야기 같지만 제일 좋은 전략은 돈사 주위에서도 악취정도를 느낄 수 없을 만큼 삭감하는 것이다. 이는 기술의 접목과 소요비용을 전제로 한다. 그러나 악취제어 정도에 따라 기술이나 경비의 투자는 달라질 수 밖에 없다.
◈ 격리거리(Separation Distance)
악취가스와 먼지는 환기의 기본 원리와 마찬가지로 상대적으로 신선한 주위 공기와 혼합하면서 저농도로 희석되므로 돈사와 주거공간이 떨어져 있을수록 악취를 덜 느낀다. 이는 돈사에서 배출된 공기가 상대적으로 깨끗한 주위의 공기와 더 많이 혼합되어 희석되기 때문이다. 일부 양돈농가에서는 돈사와 정주공간사이에 나무를 심거나 차취막(遮臭膜)을 만들어 심미적으로 악취를 희석시키기도 한다. 일반 산업체에서는 오염공기가 지표면에 낙하하기 전에 깨끗한 공기와의 혼합을 최대한으로 유도하기 위하여 굴뚝과 같이 5∼10m 이상되는 지점에서 배기해야 한다는 연구를 제시하였다. 악취는 기본적으로 바람과 함께 유동하며, 야간에 공기가 냉각되면 밀도가 높아져 지표면으로 낙하한다. 그러므로 돈사를 야간에 주풍방향과 공기배향을 따라 악취가 인근 거주지역으로 낙하되지 않는 지점에 돈사를 위치시켜야 한다. 또한 인근 주민들의 입장에게 양돈의 좋은 이미지를 줄 수 있도록 돈사를 항상 청정하게 유지하며, 악취를 최대한 제어하여야 하며, 동시에 인근 주민들과의 돈독한 유대관계를 평소에 맺어 문제 발생시 원만한 해결을 유도할 수 있어야 한다.
◈ 시설청결화(Cleaning Facilities)
악취저감을 위하여 단순하면서 상대적으로 저렴한 방법은 정기적으로 분뇨를 세척하는 것이다. 물론 세척에는 돼지도 포함한다. 왜냐하면 돼지 피부에도 분뇨가 묻어있기 때문이다. 피트에 저류된 분뇨는 가능한한 3∼4일마다 돈사에서 제거하는 것이 좋다. 악취성 황화합물을 4∼5일 이상 저장하면 농도가 급증하는 경향을 보이나 세척후에는 급감한다고 보고하였다. 가장 효율적인 악취제어방법은 자주 돈사로부터 분뇨를 제거하고, 공기에 노출되어 있는 저장조의 상단을 피복하는 것이다. 그러므로 구체적으로 돈사를 세척이 용이하도록 설계하는 것이 필요하며, 세척이 쉽도록 마루표면, 작업자 접근통로, 관리시설 등도 시공할 필요가 있다.
◈ 채유의 소량 분사(Sprinkling Small Amounts of Oils)
채유를 돈사내 통로, 마루바닥, 돼지 체표면 등에 소량 분사하면 먼지의 50∼80%(질량기준)를 삭감할 수 있다는 보고가 있다. 채유분사는 공기로의 악취화합물의 휘산뿐만 아니라 악취를 50%까지 감소시킬 수 있다고 하였다. 이 연구는 돈사내 먼지농도의 감소로 인하여 작업자나 돼지의 건강위해정도를 감소시킬 수 있다고 주장하였다. 채유를 분사할 때 저속으로 분사하여 표면에서 가능한한 큰 입경을 갖도록 하는 것이 중요하다. 만약 채유를 고압으로 분사하면 입경이 세립화되고, 이는 작업자나 돼지의 호흡기로 흡입될 가능성이 높다. Midwest Plan Service(AED 42) 는 첫 이틀은 40㎖/m2로 분사하고, 두 번째 이틀은 20㎖/m2 로 분사하며, 돼지가 돈사에 체류하는 잔여기간 동안에는 5㎖/m2 분사한다. 중소규모의 돈사에는 수동분사기를 이용하며, 대규모 돈사에서는 자동 분사기를 개발하여 사용하나 아직 상용화 되지는 않았다.
◈ 먼지제거(Dust Removal)
악취화합물이 먼지입자와 부착되어 있기 때문에 먼지수준을 감소시키면 악취수준을 감소시킬 수 있음을 우선 이해해야 한다. 실제 산업공정에서는 입자를 공기중에 분사시켜 화학물질과 흡착하도록 하여 먼지를 제거하면 화학물질도 제거되는 dry scrubbing방법을 사용한다. 대부분의 돈사에는 공기중 먼지가 많기 때문에 고농도 악취를 흡착하는 능력도 클 것이다. 그러나 공기중의 고농도의 먼지입단은 여과기능을 방해하며, 세립먼지는 원심기로 포획하기 힘들기 때문에 먼지를 제거하는 일이 쉽지 않다. 일리노이대학에서 적은 압력차를 이용하여 세립먼지를 제거할 수 있으며, 관리도 매우 쉬운 공기역학적 먼지제거기(aerodynamic deduster)를 개발하였다. 두 개의 먼지제거기를 공기순환시스템에 부착한 결과 공기중 먼지의 약 50%를 감소하였다고 보고하였으나 악취저감 정도는 측정하지 않았다.
또 다른 연구에서 돈사의 환기공기를 대기로 배출하기 전에 먼지를 제거하기 위하여 습식 scrubbers를 개발하였다. 실제로 이 시스템은 공기유동을 방해하지 않으며, 물로 세척하면 다시 사용할 수 있는 장점이 있다. 일리노이대학에서 개발한 이 시스템은 팬효율은 1.5% 밖에 감소시키지 않으나 공기중 먼지는 질량기준으로 80%까지 감소시킨다. 물은 공기중의 수용화합물을 흡착하므로 습식 scrubber는 공기와 물의 접촉시간, 물사용량 등에 따라 공기중의 전휘발 유기화합물의 1/3∼2/3을 제거할 수 있음을 보고하였다.
◈ 여과기(Biofilters)
여과시스템도 적절히 설계되고 운영되면 환기팬에 의하여 배기되는 공기중의 악취와 먼지를 제거할 수 있다. 이 시스템은 일반 산업체에서 공기중의 다량의 화합물을 제거하는 데 널리 사용되어 왔다. 미네소타대학에서 상대적으로 저가로 제작하여 실험하였으나 가장 큰 문제점은 바이오필터 상하단의 압력차가 워낙 크기 때문에 운영비가 너무 많이 들며, 미생물을 서식을 위하여 여재는 지속적으로 적정수준의 수분과 열, 에너지원을 공급해야 한다는 점이다. 이 시스템은 연속가동시에는 제대로 작동되나 온도제어팬을 간헐적으로 작동할 때는 효율이 떨어진다. 결론적으로 바이오필터는 특수한 목적으로 한정적으로 사용될 수 있다.
◈ 오존(Ozone)
오존은 공기중의 악취화합물을 분해함으로써 악취를 저감시키는 매우 반응활성이 높은 화합물이므로 동물이 일정 농도에 노출되면 호흡기 장애를 일으킬 정도로 위험하다. 그러므로 사람들은 공기중 오존농도는 0.1ppm 이상의 환경에 노출되지 못하도록 규정하고 있으나 돼지의 위해 오존농도는 아직 보고된 바 없다. 그러나 돈사내에 사람이 작업하므로 동일 농도한계를 돈사에도 적용하고 있다.
NCSU와 일리노이대학은 돈사에서 악취저감을 위하여 공기의 오존처리에 관한 연구를 수행하였으나 결론을 내리지 못하였다. 오존은 몇 몇 악취화합물을 감소시키나 다른 화합물에 대해서는 거의 효과가 없었다. 결론적으로 악취의 특성은 변할 수 있으나, 여전히 많은 악취가 휘산되고 있다. 예를 들면 황화합물은 오존에 의하여 영향을 받지 않지만 몇몇 휘발 유기화합물의 농도는 감소하였다. 고농도 오존처리로서 악취수준에 저감시킬 수 있으나 사람에게 위해하기 때문에 농도를 한정한다. 미네소타대학에서 최근 악취화합물과 매우 반응활성이 높은 비열 플라스마의 악취저감 잠재력을 실험하고 있는 중이다.
◈ 분뇨저장조의 덮개( Manure Storage Covers)
분뇨저장조의 여러 형태의 피복막은 일반적으로 상당 양의 악취휘산을 감소시킨다. 여러 가지의 생물소재, 예를 들면, 볏짚편, 줄기 등이 있으며, 비생물 부유물질(lava rock), 불투수막 (부유 또는 상단표면에 지지되는)과 물이나 산소 같은 작은 분자는 통과하나 악취화합물 같은 큰 분자는 통과할 수 없는 피복막 등이 있다. 이러한 피복막은 악취가스를 포집하며, 일부 피복막은 막을 통과하면서 바이오필터 같이 공기를 여과 희석하는 역할을 한다.
부유 생물막(floating biological covers) 악취저감시스템은 대형 절단기와 송풍기가 필요하므로 초기구입비는 어느 정도 들겠지만 매우 저렴한 시스템이다. 이 덮개로는 악취를 상당한 수준까지 감소시키지만 완전히 제거하지는 못하며, 상대적으로 수명이 짧아 자주 교체해야 하는 단점이 있다. 비생물 부유 생물막은 초기 비용은 높지만 생물소재보다 수명이 길다. 비나 눈이 불투수막 위에 내리면 이를 정기적으로 제거해야 하는 문제가 있으며, 부유막 아래 집적되는 가스도 제거해야 한다. 공기압력으로 지지되는 불투수막은 다년간 여러 용도로 사용되었으며, 최근에는 분뇨저장조에 적용되고 있다. 막은 저장조 가장자리에 연하여 봉합되며, 막 아래에는 소형팬으로 공기로 가압하여 외부보다 약 80∼100 Pa 높게 유지한다. 이 정도의 적은 압력차도 피복막을 팽창시켜 비를 피하고, 바람에 견디며, 분뇨에 막이 닿지 않으면서, 외형도 매력적인 돔형상을 유지할 수 있는 장점이 있다. 때때로 전기차단의 문제가 있을 수 있으나 잘 봉합된 시스템은 10∼12 시간 정도 충분히 부풀지 않은 상태로 견딜 수 있다.
◈ 분뇨의 열화학적 변환(Thermochemical Conversion of Manure to Oil)
고온과 고압을 이용하여 유기물을 연료로 변환시키는 연구에 많은 사람들이 매달려 왔다. 지난 여러 해 동안 분뇨에서 메탄을 생산해 왔으나 메탄의 수송과 저장이 어려워 메탄발효공법이 크게 각광을 받지 못하였다. 기름은 보다 가치 있는 에너지원일 수 있다. 일리노이대학의 최근 연구에서 돈분뇨를 열화학적 변환공정으로 기름화 할 수 있음을 보였으며, 이 공정의 원료로서는 돈분뇨가 이미 잘 가공된 유기물의 혼합체로 밝혀졌다. 이 공정은 처리에 소요되는 에너지의 3배를 생산하며 BOD, 악취를 상당량 감소시킨다.
그러나 이 공정을 농가규모에 적용시킬 정도의 경제성이 있으려면 많은 연구와 개발이 필요하다