1. 들어가며
본고는 당당한 축산업을 위한 농가의 가축분뇨·악취관리 방법① 에서 이어지는 글이다. 지난 9월호에서는 가축분뇨 처리를 위한 용어정리, 가축분뇨 배출시설 설치허가증을 통한 농장 가축분뇨 관리에 대한 자가점검과 축산법에서 인정하는 악취저감 설비 등 관련 법령을 중점적으로 살펴보았다. 이번에는 실제 설치 사례를 통해 현실적인 악취저감 설비에 대해서 말하고자 한다.
농식품부는 2021년도부터 축산악취 개선사업 대상 30개 시군을 선정하고, 지역 단위 축산악취 개선을 본격 추진하고 있다. 과거보다 지원사업 규모가 증가했을 뿐만 아니라 사업 종료 후 개선계획에 대한 이행상황(농가별 악취저감 목표 부여 및 이행실태 확인)을 점검하는 방식으로 진행되기 때문에 과거의 방식에서 탈피한 새로운 방식이 필요하다. 그렇다면 최근에 현장에서 주목받고 있는 방식은 무엇일까?
2. 악취 발생원의 특성에 맞는 저감 방식 선택
악취저감은 악취 발생원의 파악에서 시작된다. 축산악취는 주로 돈사 및 가축분뇨 처리시설에서 발생하며 일반적으로 악취의 강도는 분뇨처리시설, 축사 순이지만 악취의 양을 결정짓는 발생면적은 그 역순이다. 다시 말하면 가축분뇨 처리시설은 농장 전체 면적에서 비중은 크지 않지만, 악취강도가 가장 높으므로 돈사만큼 악취저감의 필요성이 높다.
첫 번째로 돈사에서 발생하는 악취는 발생 범위가 넓으며, 돼지가 입식된 돈사에서는 사양관리를 위한 온도, 습도 조건을 유지해야 하므로 돈사 내부에 악취저감을 위한 안개분무나 저감제 등의 사용이 제한된다. 이에 돈사 배기구에 악취방지 시설을 설치하는 경우가 대부분이다. 돈사 구조의 대부분은 바닥 아래에 저장공간을 두어 분뇨를 일정 기간 저장할 수 있는 슬러리 피트 구조이며, 깊이는 대부분 60~120cm로 구성돼있다.
과거부터 비육돈의 출하기간을 기준으로 하여 슬러리를 저장할 수 있게 설계되다 보니 출하 전까지 피트에 슬러리를 가득 채우고 출하 후에서야 슬러리 피트를 비워주는 경우가 많다. 피트 내의 슬러리는 미생물에 의해 발효되는데 피트 내 저장기간이 길어지면 혐기성 소화(발효)로 인해 암모니아(NH₃), 황화수소(H₂S), 휘발성지방산 등의 냄새물질 생성이 증가한다는 특징이 있다.
이를 억제하는 방법으로 액비순환 방식의 보급이 확대되고 있다. 혐기성 소화로 인한 악취는 호기 상태보다 발생 기간이 4배 이상 길고, 악취강도 또한 5배 이상 높게 유발하기 때문에 호기성 액비화시킨 액비를 돈사의 하부 슬러리 피트로 순환시켜 혐기소화를 막고 악취를 줄이는 원리를 이용한 방식이다. 또한 최근 개정된 축산법 시행규칙 개정령에 따라 의무적으로 피트는 적체된 분뇨의 높이가 80cm를 초과하지 않도록(피트 깊이가 1m 이상이면 80% 이하 관리로 법에 나옴) 주기적으로 분뇨를 배출해야 하며 연 1회 이상 시설 내부의 분뇨를 비우고 청소를 하는 것이 의무화되었기 때문에 액비순환 방식을 통해 자연적인 피트 청소가 가능하므로 추가적인 관리나 별도 설비를 갖출 필요가 없다.
두 번째로 가축분뇨 처리시설에서 발생하는 악취는 주로 분뇨 고액 분리 시에 발생하거나, 초기 교반 및 폭기 시 악취물질이 심하게 휘산되며 발생한다는 특징이 있다. 이에 대한 저감방법으로 흔히 가축분뇨 처리시설을 밀폐(또는 차폐)하는 경우가 많다. 하지만 단순한 밀폐는 결국 발생한 냄새가 시기를 두고 유출될 뿐만 아니라 고농도로 정체된 가스로 인한 가축분뇨 처리시설의 설비나 구조물의 부식을 촉진하고 작업자의 안전도 위협하므로 근본적인 해결 방법이 되지 못한다. 그러므로 처리시설 밀폐와 동시에 악취를 충분히 줄여 배출시키는 방식을 함께 도입하는 것이 적합하다. 탈취탑을 연계하는 때도 있으나 안개분무와 차양막을 사용하는 방식인 바이오커튼이 경제적이다.
액비순환과 바이오커튼 방식은 대부분이 이름은 들어봤을 정도로 통용되는 방식이며, 축산환경관리원에서 조사한 축산 악취저감 효과에서도 높은 저감률을 보였다. 또한 농장의 기존 처리시설(정화처리, 자원화)을 통한 연계, 사육지역, 돈사 면적 등 여러 상황을 필수적으로 고려한다면 더 큰 효과를 얻을 수 있다.
3. 돈사 내부 악취저감 : 액비순환 방식
악취저감 시설 투자 부담이 크고 필요성이 높은 오래된 소규모 돈사들은 자연환기(윈치커튼)와 굴뚝배기의 비율이 높다. 그러므로 기계식환기를 이용하면서 측면 배기 구조의 농장을 제외하고는 환기문제로 바이오커튼 방식을 이용하기 쉽지 않다. 이러면 도입을 검토할 방안이 액비순환 방식이다. 액비순환 방식은 국내에 10여 년 전부터 존재했던 방식이나 최근 축산법 시행령에서 공식적인 악취저감 방식으로 인정받으면서 더욱 주목받고 있다. 그러나 지금까지 보급률이 낮으며, 표준 설계모델이 없다 보니 효과 또한 천차만별이다.
대부분 농가의 액비순환 방식은 슬러리 피트 내 부숙액비 주입과 슬러리 배출이 24시간 연속적으로 순환하는 ‘연속적 순환’을 사용한다. 이때 부숙되지 않은 액비가 돈사로 순환되는데, 피트 내의 기존 슬러리와 혼합되며 더 큰 악취를 발생시키거나 정화처리시설에 불균등한 농도의 유입수 발생시켜 오히려 기존 정화처리시설에 문제를 일으키기도 한다.
가장 큰 문제는 액비가 재순환되는 배관의 위치가 10cm 이상의 수준으로 높으므로 기존의 침전물을 밀어내주지 못하고 오히려 가중하는 상황이 발생한다. 더군다나 고유량 액비 순환을 위해서 지속해서 펌프가 가동되다 보니 전력량도 자연스럽게 늘어나게 된다. 이러한 ‘연속적 순환’ 방식의 단점을 보완하기 위해서 일정한 주기로 부숙액비를 주입하는 간헐적 순환을 이용한 ‘수세식 방식’을 사용하는 데 그 장점은 다음과 같다.
이처럼 액비순환 방식 기술의 핵심은 양질의 액비생산을 통해서 순환되는 액비량을 정확하게 계산하여 설계해야 하나 농장 자체적으로 그 양을 계산하여 순환시키기 쉽지 않은 현실이다. 효과적인 설계를 위해서는 반드시 가축분뇨 처리시설 설계시공업, 환경 전문공사업 등의 자격요건을 갖춘 업체에 설계·시공을 맡겨야 하며 액비 부숙일수, 순환량, 유속, 수심의 계산이 필수적이다.
4. 가축분뇨 처리시설 악취 저감 : 바이오커튼을 이용한 밀폐(저압식 이류체 방식 안개분무 사용)
바이오커튼 방식은 차양막을 통해 악취가 유출되는 것을 방지하고 그 내부에서 안개분무를 통해 악취를 줄여 내보내는 방식이다. 그러나 지난 글에서 말했듯이 많은 수의 농장에서 과거에 지원사업 명목으로 설치한 안개분무 설비들이 방치된 것을 확인할 수 있다. 과거의 안개분무 설비들은 분무 입자가 크고 무거워 먼지나 냄새를 머금은 채 축사 근처에 가라앉아 주변의 습도를 높이고 악취가 다시 발생하는 경우가 빈번했다. 또한 농장 외부에 설치된 안개분무 설비 특성상 겨울철 동파가 발생하여서 한 해 여름 가동 후 배관이 파손되어 사용하지 못하는 사례가 빈번하다.
이를 방지하기 위해서 나온 방식은 저압식 이류체 방식의 안개분무이다. 기존방식은 하나의 배관에서 고압의 물을 방출하여 노즐구멍을 통해 분사하는 일류체 방식이었다. 그러나 저압식 이류체 방식은 저압 펌프를 통해 해당 노즐로 이동된 물이 강한 압축공기에 의해 분사되는 형식이며, 그 장점은 다음과 같다.
농장에서 이미 안개분무를 쓰고 있으나 바닥이 젖을 정도로 물이 고이거나 습도가 올라가는 현상이 있는지 확인해보자. 습도가 올라가면 악취 발생 또한 커지므로 과습이 되지 않게 개선이 필요하다. 물론 기존 일류체 방식과 비교해서 콤프레셔와 전용 노즐 라인의 추가 설치가 필수이므로 기존 안개분무보다는 상대적으로 고가의 설비이다.
그러나 가축분뇨 처리시설에 대한 악취저감은 밀폐 후 고가의 스크러버(탈취탑)를 사용하는 방식을 제외하면 밀폐 후 바이오커튼을 이용하는 방식이 90% 수준의 암모니아 저감률을 보여주기 때문에 효과적이며 가격 또한 합리적이다. 또한 축산법 시행규칙 개정령에 따라 기존 농장들도 2023년 6월까지는 악취저감 시설의 도입이 의무화되었기 때문에 내년부터 많은 농장이 축산악취 개선사업을 신청할 것으로 예상되므로 빠르게 지원사업을 신청하는 것을 추천한다. 추가로 안개분무는 ‘축산악취제거기’에 속하기 때문에 부가세 환급이 적용되는 축산기자재이기 때문에 부가세 환급 또한 가능하다.
5. 맺음말
축산업은 생산성 중심의 산업이며 환경은 대표적인 규제산업 중 하나이다. 그러므로 규제 일변도의 환경정책과 생산성 향상 위주로 투자하는 축산업의 현실과는 맞지 않는 것이 당연한 일이다. 양분관리제로 퇴액비 살포지가 점점 줄어들고 있어 위탁계약조차 하기 어려운 상황이다. 또한 축산 복합악취를 측정하는 검사인 공기희석 관능검사 또한 측정자의 주관적인 냄새를 기본으로 해서 측정방식의 객관성에 의문을 품는 농가도 많다. 이런 마음을 아는지 모르는지 농식품부는 축산업, 생산성에서 환경친화 중심으로 전환을 선언하면서 가축분뇨 퇴액비화 위주에서 정화처리, 바이오차, 에너지화 등 가축분뇨 처리 방식 개선을 담은 ‘축산환경 개선 대책’을 발표했다.
이 때문에 지금도 농가의 가장 큰 문제 중 하나인 가축분뇨 처리 방식을 더 고도화 해야 한다는 숙제가 하나 더 생긴 셈이다. 물론 이러한 발표가 축산업의 혁신을 위한 제도적·재정적 지원 차원에서의 확대 목적도 있겠지만 현실과는 괴리가 있는 것은 사실이다. 그러나 축산업이 온실가스에 미치는 영향이 1% 수준임에도 불구하고 기후변화의 주범이라는 잘못된 인식과 탄소중립을 위한 온실가스 감축이라는 세계적인 추세를 봤을 때는 규제는 갈수록 강화될 것은 자명하다.
그러므로 지속 가능한 축산업을 위한 투자라고 생각하고 계획을 세워 차근차근 준비해나가는 것이 좋겠다. 돈사 내 유해가스를 줄이면 돼지의 호흡기 질병 발생률 저감과 생산성 향상에도 도움이 되니 생산성 개선에 대한 투자이기도 하다. 또한 가축분뇨 관리를 위한 처리시설에 대한 투자는 장기적으로 분뇨처리비 감소와도 직결되고 악취저감에도 도움이 된다.
모든 것이 완벽한 농장은 없다. 가축을 사육하는 과정에서 분뇨가 발생할 수밖에 없기 때문에 악취저감이나 처리시설의 완벽하게 갖추기는 불가능에 가깝다. 그러나 완벽하지 않더라도 지자체와 지역주민들의 목소리를 듣고 차근차근 개선해 나가는 것이 ‘당당한 축산업’ 실현을 위한 모범답안이 아닐까 생각한다.
■ 참고자료
1. 농림축산식품부 보도자료 2020.12.30, 2021년도 축산악취개선 사업대상 30개 시군 선정
2. 축산환경관리원 2022, 축산환경컨설턴트 교육자료 ‘축산악취방지론’
3, 국립축산과확원 2021, 축산냄새 저감 액비순환 방법 소개 ‘액비순환의 모든 것’
월간 한돈미디어 2022년 10월호 93~98p 【원고는 ☞ jhjeong@sj.co.kr로 문의바랍니다.】
