돼지 사육 농가가 분뇨 분리기에 돈을 투자했음에도 불구하고 결국 폐수 문제를 겪게 될 수도 있다.
처리 설계를 검토하면서 이러한 현상이 발생하는 이유를 이미 살펴보았습니다. 고형 분뇨는 처리 과정의 일부에 불과하기 때문입니다. 소변, 세척수, 슬러리 등은 여전히 처리해야 할 대상이 남아 있습니다. 여기에 폭우까지 더해지면, 처리 설비가 광고된 용량에 도달하기도 훨씬 전에 저장 시스템에 문제가 발생할 수 있습니다.
필리핀, 인도네시아, 말레이시아의 양돈 농장들의 경우, 프로젝트 초기 단계에서 이 점에 주의를 기울여야 합니다.
최고의 돼지 분뇨 처리 솔루션이 반드시 장비가 가장 많은 것일 필요는 없습니다. 농장의 실제 폐기물 처리량을 감당할 수 있고, 이용 가능한 부지에 적합하며, 설치 후에도 관리하기 쉬운 솔루션이야말로 최상의 선택입니다.
장비를 추천해 드리기 전에, 먼저 해당 농장에서 분뇨를 어떻게 수거하는지, 그리고 처리된 분뇨를 어떻게 활용할 계획인지 파악하고 싶습니다.
여러분의 농장에서 돼지 분뇨와 폐수를 얼마나 생산하고 있나요?
일일 급여량부터 시작해 보세요. 돼지 사육 두수만으로는 전체적인 상황을 파악할 수 없습니다.
돼지 500마리를 사육하는 두 농장을 생각해 보자. 한 농장은 건식 긁어내기 방식으로 분뇨의 대부분을 제거하고, 다른 농장은 물을 이용해 축사 내 분뇨를 씻어낸다. 이 두 농장의 폐수 발생량, 저장 용량, 운영 비용은 상당히 다를 수 있다.
그리고 미주리 대학교 확장 교육원의 EQ304 간행물, ASABE 참고 자료를 인용하여, 평균 체중 70kg인 사육·비육기 돼지의 경우 하루당 약 1.25 US 갤런(4.73 리터)의 분뇨가 발생한다고 추정하고 있다.
그 평균 체중의 돼지 500마리를 사육하는 농장의 경우:
500 × 1.25 갤런 = 625 미국 갤런, 즉 하루 약 2.37 m³입니다.
이는 추정된 분뇨 양이며, 총 폐수 유량은 아닙니다. 여기에는 추가로 사용된 세척수, 누수된 음수기, 그리고 집수 시스템으로 유입된 빗물은 포함되지 않습니다.
신선한 가금류 분뇨는 일반적으로 중량으로 계산하는 반면, 돼지 분뇨 슬러리와 폐수는 대개 부피로 측정됩니다. 이는 주로 해당 물질을 수집하는 방식 때문인데, 건조 상태로 수집된 돼지 분뇨도 중량을 측정할 수 있습니다.
실제 프로젝트를 진행할 때는 대표적인 운영 일수를 선정하여 고형 분뇨와 액체 폐기물을 모두 측정하는 것이 좋습니다. 이러한 측정값은 카탈로그에서 분리 장치나 탱크를 직접 선택하는 것보다 훨씬 더 유용합니다.
소규모 양돈장: 처리 시스템을 관리하기 쉬운 수준으로 유지하기
돼지 사육 마릿수가 약 100마리 이하인 농장의 경우, 간단한 시스템이 가장 경제적일 수 있습니다.
분뇨를 건식 긁어내기 방식으로 수거한 경우, 이를 지붕이 있는 퇴비화 구역으로 옮길 수 있습니다. 호기성 퇴비화를 진행하기 전에 혼합물의 품질을 높이기 위해 적절한 깔짚이나 탄소가 풍부한 재료를 첨가할 수 있습니다.
지붕, 물이 스며들지 않는 바닥, 그리고 적절한 배수 시설은 여전히 필수적입니다. 저렴한 퇴비화 구역이라도 빗물이 분뇨를 통과하여 오염된 유출수를 농장 밖으로 흘려보내게 되면, 막대한 비용이 드는 정화 문제가 될 수 있습니다.
소변과 세척수는 별도의 저장 및 처리 시설이 필요합니다.
농장에 충분한 농경지가 있는 경우, 관련 규정을 준수하는 영양소 재활용이 하나의 대안이 될 수 있습니다. 그렇지 않은 경우, 해당 액체는 추가 처리를 거치거나 적절한 서비스 제공업체를 통해 수거해야 할 수 있습니다.
이 정도 규모의 농장에 기계식 고액 분리기를 무조건 추천할까요? 아닙니다.
농가가 이미 대부분의 분뇨를 비교적 건조한 고체 상태로 수거하고 있다면, 기계를 하나 더 도입한다고 해서 큰 문제를 해결하지도 못하면서 유지보수 비용만 발생할 수 있습니다.
일부 상황에서는 소규모 바이오가스 소화조를 설치할 수 있지만, 투자에 앞서 가스 안전, 일상적인 유지보수, 소화 잔여물 처리 문제를 반드시 고려해야 합니다.
중규모 양돈장: 고체-액체 분리가 필요한 경우
약 100~1,000마리의 돼지를 사육하는 농장의 경우, 분뇨 수거 방식이 특히 중요해집니다.
가축 분뇨가 공동 저장구로 배출된다고 가정해 보자. 이제 농부는 물, 부유 고형물, 용해된 오염물질이 포함된 슬러리를 처리해야 한다.
나사식 압착 분리기나 선별 시스템을 사용하면 이 물질을 두 가지 흐름으로 분리하는 데 도움이 될 수 있습니다.
분리된 고형물은 적절한 충진재와 혼합하여 퇴비화 또는 호기성 발효 공정에 보낼 수 있다.
액체 분획은 별도의 처리가 필요합니다. 그 성분과 농장의 처리 요건에 따라, 저장, 혐기성 처리, 저수지 처리 또는 추가적인 생물학적 처리가 필요할 수 있습니다.
공급업체의 견적서에서 확인해 볼 만한 사항은 다음과 같습니다: 분리된 후 액체는 어떻게 되나요?
분리기는 고형물의 일부를 제거합니다. 그러나 용존 질소, 유기 오염 물질 또는 그 밖의 모든 오염 물질을 자동으로 제거하지는 않습니다.
강우량이 많은 지역의 양돈장의 경우, 액체 저장 시설은 농지에 살포할 수 없는 기간을 대비해 충분한 용량을 갖춰야 합니다.
예를 들어, 라군에는 적절한 내벽 마감, 프리보드, 배수 관리 및 유지보수가 필요합니다. 라군은 단순히 사육사 뒤편에 있는 개방형 연못이 아닙니다.
장비를 비교할 때는 단순히 구매 가격만 보지 마십시오. 전기 요금, 세척 빈도, 스크린 마모, 슬러지 처리, 그리고 전체 시스템을 운영하는 데 필요한 인건비 등을 종합적으로 고려해야 합니다.
대규모 양돈장: 폐기물 처리 전 과정 설계
농장의 사육 규모가 대략 1,000두를 넘어설 경우, 개별 처리 장비들이 하나의 통합된 시스템으로 유기적으로 작동해야 합니다.
구체적인 배치 방식은 해당 농장에서 비육돈, 번식모돈, 또는 여러 생산 단계를 혼합하여 사육하는지에 따라 달라집니다.
일반적인 프로젝트에는 두 가지 주요 처리 경로가 있을 수 있습니다:
고형 폐기물 수거 노선
- 분뇨를 수거하고, 필요한 경우 고형물을 분리하십시오.
- 퇴비화 또는 호기성 발효에 적합한 고형 물질을 조절하십시오.
- 처리된 자재를 숙성시킨 후 적절한 농업적 용도로 활용하도록 한다.
액체 폐기물 처리 경로
- 슬러리, 소변 및 세척수를 수거하십시오.
- 적절한 혐기성 처리 공정이나 기타 폐수 처리 공정을 적용한다.
- 생성된 액체는 현지 규정에 따라 보관, 추가 처리, 재사용 또는 배출하십시오.
이러한 경로는 서로 연관될 수 있지만, 고형 분뇨와 폐수가 동일한 처리 장비를 통과한다고 가정해서는 안 됩니다.
혐기성 분해 과정을 통해 적합한 유기성 폐기물에서 바이오가스를 회수할 수 있습니다. 폐기물 발생량이 일정하고 안정적인 에너지 수요가 있는 대규모 농장의 경우, 이에 대한 경제적 타당성 검토를 고려해 볼 만합니다.
그럼에도 불구하고, 바이오가스 시스템만으로는 완벽한 해결책이 될 수 없다.
남은 소화 잔여물에는 영양분이 포함되어 있으므로, 추가적인 저장, 영양분 관리 또는 폐수 처리가 필요할 수 있습니다.
또한 레이아웃 기획 단계에서 다음과 같은 실무적인 질문을 던지곤 합니다: 분리 장치, 펌프 또는 처리 설비가 일시적으로 가동 중단될 경우, 유입되는 폐수는 어디로 가게 될까요?
유지보수 및 임시 보관을 미리 마련해 두는 것이 우기 동안 고장이 발생했을 때 대처하는 것보다 비용이 덜 드는 경우가 많습니다.
농장 규모별 돼지 분뇨 처리 방안 비교
| 농장 규모 | 고려해 볼 만한 치료 방법 | 주요 계획상 고려 사항 |
|---|---|---|
| 최대 100마리의 돼지 | 건식 수거, 밀폐형 퇴비화, 액체 폐기물 분리 관리 | 인건비, 배수, 저장 |
| 100~1,000마리의 돼지 | 적절한 경우 슬러리 분리, 고형물 퇴비화, 액체 처리 | 분리기의 성능, 폐수 발생량, 운영 비용 |
| 1,000마리가 넘는 돼지 | 고형 분뇨 처리 및 폐수 관리의 통합 | 처리 용량, 자동화, 유지보수, 영양소 이용률 |
이러한 크기 범위는 예비적인 비교를 위한 것이며, 공식적인 농장 분류나 고정된 장비 기준을 나타내는 것은 아닙니다.
1,000두 규모의 비육 농장과 1,000두 규모의 모돈 사육 농장은 동등한 프로젝트로 간주될 수 없다.
양돈장 폐수 처리: 액체 폐수를 간과하지 마세요
고형 분뇨는 눈에 띄기도 하고 측정하기도 비교적 쉽습니다. 폐수 문제는 저장 용량이 한계에 다다를 때까지는 그 심각성이 잘 드러나지 않을 수 있습니다.
양돈장 폐수에는 유기물, 질소, 인, 부유물질 및 미생물이 포함되어 있을 수 있습니다.
혐기성 소화, 침전지 또는 더 진보된 처리 방식을 사용할지 결정하기 전에, 농장은 일일 유량과 COD 및 영양소를 포함한 관련 수질 지표를 파악해야 합니다.
그리고 EPA AgSTAR 가축 분뇨 관리 지침 이 글은 혐기성 소화, 퇴비화, 고형물 분리 과정을 다루면서 운영 요건과 비용을 중점적으로 다룬다.
토지 면적이 제한적인 농장의 경우, 처리 장비가 정상적으로 작동하고 있더라도 영양소 처리가 큰 제약 요인이 될 수 있다.
시스템은 단순히 눈에 보이는 폐기물을 줄이는 능력뿐만 아니라, 최종적인 재사용 또는 배출 요건을 중심으로 설계되어야 한다.
광싱의 발효 장비는 어디에 사용되나요?
광싱의 11FFG-100 수직형 호기성 분뇨 퇴비화 시스템 가축 분뇨 및 돼지 분뇨를 포함한 기타 유기성 폐기물을 처리하도록 설계되었습니다.
이 밀폐형 시스템은 기계적 혼합, 폭기, 온도 제어 및 배기 관리 기능을 갖추고 있습니다.
돼지 농장의 경우, 그 잠재적 역할은 다음과 같습니다. 전처리된 고형 유기성 폐기물 처리 단계.
이러한 구분은 중요합니다. 고농도의 돼지 분뇨 슬러리는 호기성 발효를 진행하기 전에 탈수 처리하거나 적절한 물질과 혼합해야 할 수도 있습니다.
유효 탱크 용적이 100 m³라고 해서 이 기계가 매일 100 m³의 슬러리를 처리할 수 있다는 뜻은 아닙니다.
적절한 발효 설비 구성에 대해 논의하기 전에, 실제 고형 분뇨의 양, 수분 함량, 물질 특성 및 운영 요건을 파악해야 합니다.
고체-액체 분리기, 바이오가스 소화조 및 폐수 처리 시설은 더 광범위한 프로젝트의 개별 구성 요소로 평가되어야 하며, 해당 시설의 공급 범위가 확정되어야 한다.
어떤 정보를 제공해 주시면 적합한 솔루션을 추천해 드릴 수 있을까요?
공급업체에 문의하기 전에 완벽한 엔지니어링 설계를 미리 준비할 필요는 없습니다.
몇 가지 측정값과 현장 정보만으로도 유익한 논의를 시작하기에 충분합니다:
- 돼지 사육 두수 및 생산 단계: 사육사, 비육사, 모돈 또는 혼합 그룹
- 일일 폐수 처리량: 세척 및 청소용 물을 포함하여
- 고형 분뇨 양: 가급적 수분 정보가 포함된 것이 좋음
- 사용 가능한 설치 공간: 부지 규모 및 접근성
- 치료 목표: 퇴비, 바이오가스, 농업용 재이용 또는 규제 기준을 충족하는 폐수 방류
이러한 세부 정보를 바탕으로 광싱은 초기 처리 방안을 검토하고, 호기성 발효가 적합한지 평가하며, 추가적인 계산이 필요한 장비 사양을 파악하는 데 도움을 드릴 수 있습니다.
혹시 가금류 사육장도 관리하고 계신다면, 당사의 닭 분뇨 처리 방법에 대한 안내 그리고 농장 규모별 닭 분뇨 처리 방안 해당 애플리케이션들은 별도로 다루겠습니다.
신뢰할 수 있는 분뇨 관리 시스템은 무엇을 처리해야 하는지 파악하는 것에서 시작됩니다. 그 다음 단계는 장비를 선정하는 것입니다.
돼지 분뇨 처리 프로젝트를 계획 중이신가요?
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