1. 시작하며

 

2020년 농림어업총조사에서 양돈농가의 밀폐식 돈사 비율이 66%로 조사되었고, 2018년 환경부 악취방지 종합시책과 2022년 농림축산식품부 축산환경 개선대책에서 신규 양돈농가를 중심으로 축사시설의 단계적 밀폐화를 추진한다. 이러한 정책 동향은 밀폐식 돈사 비율이 증가하고, 이에 따라 악취저감 기술도 밀폐식 돈사에 적용하는 기술의 수요가 증가할 것이다. 밀폐식 돈사는 공기 배출구가 일원화되어 악취저감 효과가 높은 장치를 설치할 수 있어 개방식과 비교해 악취관리가 쉽다. 현재 양돈농가에서 선호하는 악취저감 장치는 공기 중에 물을 살포하여 악취를 줄이는 방법인 습식흡수법에 기초한 바이오커튼과 스크러버이다.

 

악취저감 장치는 돈사 환기휀에 설치되는데 여름철 고 환기 시 돈사의 공기 배출을 방해하여 환기휀 성능을 감소시킨다. 또한 빠른 속도로 배출되는 공기 중 악취는 저감 장치에 충분히 포집되지 못하고 배출되어 악취저감 효과가 감소한다. 이에 악취저감 장치의 효능을 유지하기 위해서는 돈사 환기량을 줄이는 방안이 필요하다. 본고에서는 양돈농가에서 이용 중인 악취저감 장치인 바이오커튼과 스크러버에 대한 정보와 함께 여름철 악취저감 장치의 성능을 유지하기 위해 환기량을 줄일 수 있는 방안으로 돈사 내부 온도를 낮추는 방법을 소개하고자 한다.

 

2. 바이오커튼과 스크러버의 원리, 악취저감 효과 및 관리방법

 

바이오커튼은 돈사 측벽 환기휀에 설치하는 1단 또는 2단의 차광막으로 돈사에서 배출되는 공기 중에 안개분무(물 세정)를 하는 악취저감 장치이며 중·소규모 양돈농가에서 사용하고 있다(사진 1). 커튼의 악취저감 효과는 양돈농가의 환경에 따라 다르게 설치된 커튼의 형태, 규모, 운전조건 등에 의해 차이가 있다. 양돈농가에 설치된 커튼의 단수별 암모니아 제거율은 1단에 비해 2단 설치 시 23% 높고, 커튼 내부의 안개분무 간격을 3분에서 1분으로 단축 시 암모니아 저감률이 12% 높았다(농촌진흥청, 2020).

 

바이오커튼은 설치가 쉽고 내부 공간이 넓어 여름철 돈사에서 배출되는 많은 양의 공기를 포집할 수 있다. 그러나 장기간 이용 시 커튼 내·외부에 먼지, 거미줄, 이끼 등이 축적되어 공기 배출을 방해하고 악취저감 효과를 감소시킬 수 있기에 주기적으로 청소해주어야 한다.

 

 

스크러버는 필터와 물 세정에 기초한 습식흡수법의 악취저감 장치로 국·내외 양돈농가와 가축분뇨 처리시설에서 사용 중에 있다(사진 2). 국내 대규모 농가에서는 유럽식 스크러버인 에어워셔를 이용하고 있으며 돈사에서 배출된 공기를 3단계에 거쳐 처리하여 악취를 저감한다. 단계별 원리는 1단계에서 필터에 증식된 미생물에 의한 악취 분해, 2단계에서 물을 살포하여 악취 흡착, 3단계에서 잔여 악취를 흡착한다. 양돈농가는 에어워셔의 세정수로 물을 이용하고 있으며 물 세정의 에어워셔는 돈사에서 배출되는 공기 중 암모니아를 70% 이상 감소시키는 효과가 있다(와게닝대학교, 2018).

 

 

국내에서도 소형 스크러버인 측면 부착형 악취저감 장치가 보급되고 있으며 중·소규모의 양돈농가에서 이용하고 있다. 악취저감 장치의 효능은 양돈농가의 환경에 따라 다른 규모와 운전조건으로 인해 차이가 있는데, 돈사 측벽 환기휀에 설치된 측면 부착형 악취저감 장치의 효능을 평가하였을 때 돈사에서 배출되는 공기 중의 암모니아 7.3～33.3%, 황화수소 0.7～22.3%가 감소되었다(농촌진흥청, 2020).

 

에어워셔와 측면 부착형 악취저감 장치에서 배출되는 최종 세정수는 돈사 피트 또는 가축분뇨 액비화시설로 이송하여 처리하고 있는데 물만 사용한 후 배출되는 세정수는 가축사육 과정의 배출수로 분류되어 가축분뇨 처리시설로 투입하여 처리가 가능하다(가축분뇨 관리 및 이용에 관한 법률 제2조). 스크러버의 악취저감 성능을 유지하기 위해서는 세정수의 살포노즐, 이송관 및 저장탱크에 축적되는 먼지와 거품을 주기적으로 제거해주어 세정수 이송펌프의 고장을 방지하고 세정수가 정상적으로 살포될 수 있도록 한다.

 

3. 여름철 돈사 환기량을 줄이기 위해 돈사 내부 온도를 낮추는 방법

 

여름철 높은 환기량은 돈사의 공기 배출을 빠르게 하여 공기 중 악취가 저감장치에 충분히 포집되지 못하고 배출되어 악취저감 효과를 감소시킨다. 이때 환기휀 가동률은 돈사 내부 온도에 따라 운전되며 온도가 낮을수록 가동률은 감소된다(Tabase 등, 2020).

 

 

돈사 내부의 온도를 낮추기 위한 방법으로는 돈사 유입 공기의 온도를 낮추는 장치인 쿨링패드를 이용할 수 있다. 돈사 측벽에 설치하는 쿨링패드는 물이 순환되는 패드에 외부 공기가 통과하여 차가워진 후 돈사로 유입되는 방식으로 돈사 내부 온도를 2～7℃ 감소시킨다. 이와 유사한 고압력 안개분무 시스템은 돈사 측벽에 설치된 벌집모양 패드에 안개분무를 하는 장치로 돈사 유입 공기의 온도를 5～10℃ 낮춘다(EU pig innovation group, 2020 : 사진 3).

 

그리고 지하채널 입기는 외부 공기가 돈사 지하를 통과하여 냉각된 후 유입되는 방식으로 돈사 내부와 피트 온도를 낮출 수 있다. 피트 온도의 감소는 슬러리 온도를 낮추어 악취물질 생성에 영향을 준다. 악취물질은 분뇨로 배설된 미소화물이 돈사 내부와 피트에 저장되는 동안 미생물에 의한 분해로 생성된다. 기온이 높은 여름철은 겨울철에 비해 미생물 활동이 활발하여 분뇨 내 유기물 분해에 의한 악취물질 생성이 증가하는데, 슬러리 내 악취물질의 농도가 겨울철보다 여름철 온도일 때 페놀류 3배, 인돌류 3.1배, 이성체지방산 2.6배 및 암모니아성 질소 4.8배 높았다(표 1 : 국립축산과학원, 2012).

 

 

이때 슬러리 온도를 낮추면 미생물의 유기물 분해 활동을 느리게 하여 악취물질 생성을 줄이고 악취 휘산을 저감한다. 피트 온도가 2℃ 감소하였을 때 슬러리로부터 암모니아 휘산이 35% 감소되었고(Botermans 등, 2010), 지하를 통과한 후 차가워진 공기가 유입된 모돈사의 연간 암모니아 배출량이 25% 감소되었다(Muller 등, 2005).

 

 

돈사 온도를 낮추는 또 다른 방법은 돈사 지붕이나 벽면에 직접 물을 분사하거나 돈사 외부에 차광막을 설치한 후 물을 흘려주어 간접적으로 온도를 낮출 수 있다. 또한 돈사 주변에 나무를 심거나 지붕 처마 돌출부를 길게 하여 창문을 통한 직사광선의 유입을 차단하는 방법이 있다. 돈사 주변의 나무 심기는 눈으로 보이는 악취를 줄이는 효과도 함께 기대할 수 있다(독일농업협회, 2022 : 사진 4).

 

4. 마치며

 

악취저감 장치는 밀폐식 돈사의 악취저감을 위한 효과적인 방법이나 여름철 높은 환기량은 악취저감 장치의 처리용량 이상으로 배출되는 공기 중의 악취로 인해 악취저감 효과가 감소된다. 이때 돈사 내부 온도를 낮추어 환기량을 줄이면 악취저감 장치의 성능을 유지할 수 있다. 악취는 한 가지 기술만으로 저감시키기 어렵다. 악취저감 장치의 성능을 높이기 위해 돈사 온도를 낮추는 기술을 함께 적용하듯이 양돈농가의 악취를 줄이기 위해서는 악취저감 장치뿐만 아니라 사료, 사양관리, 분뇨처리 등에 복합적으로 기술을 투입해야 한다.

 

양돈농가에서 활용할 수 있는 악취저감 기술은 다양하지만 대부분 추가적인 비용이 소요된다. 그러나 돈사 내·외부 청소와 같은 기본적인 관리는 농장주의 노력으로 악취를 저감하는 저렴한 방법이다. 악취는 축산 관련 규제의 강화와 농가 폐업의 가능성을 시사한다. 축산업의 상생을 위해서는 정부, 지자체 및 생산자단체의 지원과 함께 축산농가의 적극적인 노력이 필요하다.

 

월간 한돈미디어 2022년 8월호 68~72p 【원고는 ☞ hoh1027@korea.kr로 문의바랍니다.】