1. 점점 짧아지는 가을, 올겨울은 무척 춥다고 하는데

 

올해 때 이른 장마를 시작하여 6월 무더위는 63년 만에 최고점을 찍었고, 유례없는 긴 장마와 폭우, 게다가 지난 10월 16일 주간 찬 공기가 내려와 전국 내륙을 중심으로 한파 예고가 내려졌다. 신선한 가을이 시작되었나 싶더니 난데없이 내려진 한파 소식, 벌써 겨울이 찾아온 걸까? 특히 이번 겨울은 무척 춥다고 한다. 지구온난화, 이상기후 요인으로 올해 전 세계가 역사상 가장 더웠는데, 문제는 날씨가 더워 북극의 빙하가 녹으면서 발생하는 찬 공기가 북극의 차가운 제트기류를 남하시켜 이번 겨울 강한 한파를 예고하고 있다.

 

 

이렇듯 최근 급격한 기후변화를 체감한 때가 있었을까? 짧아지는 가을, 빨라지는 겨울, 최근 기후변화가 정말 심각함을 몸소 느끼고 있다. 이런 기후변화에 따른 겨울철 양돈농가에서는 어떻게 가축분뇨 퇴·액비화 시설을 운영해야 하는지, 그리고 양질의 퇴·액비를 어떻게 만드는지를 기술하고자 한다.

 

2. 추위로부터 퇴·액비 발효 효율 저하 막기

 

양돈농가의 퇴·액비화 시설은 바깥의 낮은 기온 영향을 많이 받는다. 낮은 온도와 많은 눈은 시설의 효율을 떨어뜨릴 뿐만 아니라 장비 고장을 일으킬 수 있으므로 미리 점검해야 한다. 겨울철에는 돈사·시설 지붕에 매달린 고드름이 떨어지면 부상이나 시설 고장을 일으킬 수 있으므로 반드시 없애야 한다. 돈사의 개방형 윈치커튼의 경우 훼손된 부분이 있으면 수리하고 커튼을 내렸을 때 벌어지는 부분이 없도록 정비해야 한다. 특히 찬 바람이 불어오는 서쪽 또는 북쪽 벽면은 보온 덮개 등으로 관리에 특별히 유의해야 한다.

 

겨울철에는 축산농가의 퇴비화 효율이 저하되므로 시설의 보온관리를 철저히 해야 하며 지붕이나 벽 틈새로 찬 공기가 들어오지 않도록 바로 수리해야 한다. 특히 추운 날에는 뒤집기를 자제하고 뒤집기가 필요하다면 따뜻한 한낮에 하며, 퇴비 더미(퇴비단)에 보온 덮개 등을 덮어 외부 온도로부터 내부 온도가 낮아지지 않도록 해야 한다. 또한 퇴비 더미 위치는 가급적 따뜻한 남쪽에 쌓아두는 것도 한 방법이다. 송풍 및 기계교반식 퇴비 더미의 경우, 송풍기 가동은 한낮에 하고 기온이 영하로 떨어지는 밤에는 송풍을 멈춘다. 교반도 마찬가지로 온도가 높은 낮에 작동해야 한다.

 

액비화 시설은 보온과 폭기 관리에 유의해야 한다. 양돈농가형 시설에서 액비 온도는 되도록 7℃ 이상 유지(농촌진흥청)하는 것이 좋다. 액비화 시설 지붕과 벽체 사이의 공간을 보온 덮개 등으로 막아 내부 온도가 낮아지는 것을 막아야 한다. 한파 예보가 내렸을 경우 송풍시설은 밤보다는 낮 동안 가동한다. 액비 상층이 얼었을 때는 가동하지 않고 필요하다면 얼음을 깨뜨린 다음에 가동해야 송풍장치의 고장을 막을 수 있다.

    

3. 양질의 퇴비 만들기

 

일반적으로 많은 축산농가에서는 퇴비사 내 분뇨 더미를 안쪽부터 차곡차곡 쌓아 뒤집기도 어렵게 방치한 후 어느 정도 차면 외부에 위탁처리 하거나 주변 경종농가에 공급한다. 이렇게 하면 양질의 퇴비를 얻을 수 없다. 또한 성분(구리, 아연, 수분) 및 부숙도 기준에도 적합하지 못하여 비료로서 곡물과 사료를 생산하는 밑거름이 되지 못해, 이듬해 영농철에 효과적으로 사용할 수 없어 결국 자원순환 체계의 균형을 깨 환경오염 시킬 수 있다.

 

(1) 수분조절재

가축분 퇴비 부숙은 호기성미생물의 활동으로 만들어지는 것으로 미생물의 활동을 최적화시켜 주어야 한다. 하지만 가축분은 입자가 미세하고 수분함량이 높아 높이 쌓아두면(높이 2m 이상) 눌림 현상이 일어나 입자간의 공간이 적어진다. 또한 수분으로 채워져 있으므로 공기 이동에 제한을 받게 되어 산소부족으로 미생물의 활력이 떨어져 결국 염기 상태로 된다(수분율 65~70% 이하). 따라서 미생물의 활동을 최적화시키기 위해서는 최소한 입자간 공기흐름을 원활하게 하고, 수분함량을 적정 수준으로 조절하여야 미생물이 가축분 유기물을 분해하여 퇴비화가 진행된다.

 

이러한 조건을 만족시키려면 수분 흡수력이 좋고 기공이 많은 재료로 사용할 수 있다. 톱밥, 왕겨, 코코피트 등이 여기에 속하며 추가로 잘 만들어진 부숙된 퇴비는 분뇨를 양질의 퇴비로 만들 수 있는 호기성미생물 덩어리이므로 톱밥 대신 수분조절재로 사용해도 좋다. 특히 겨울철에는 수분 증발량이 적어 분뇨 더미(수분조절재+분뇨) 내에 적절한 수분율을 유지하기 위해서는 많은 수분조절재를 사용해야 한다.

 

 

(2) 분뇨 더미 만들기

분뇨에 톱밥, 퇴비 등 수분조절재를 섞어 수분율을 70% 이하로 한 후 퇴비사 안쪽부터가 아닌 왼쪽 또는 오른쪽 벽 안쪽부터 차곡차곡 쌓아 나온다. 적절한 수분조절은 손으로 분뇨 더미를 움켜쥐면 손가락 사이로 물기가 조금 나오며 이는 수분이 70% 이하로 조절된 것이니 참고하면 좋다. 대부분 축산농가 퇴비사에는 분리벽이 없으므로 농장주는 나름대로 뒤집기 방향의 기준을 잡아 한쪽 벽에 쌓여 있는 분뇨 더미를 비어 있는 반대쪽으로 옮기는 뒤집기 작업을 한다.

 

이때 한쪽 벽에 쌓는 분뇨 더미 높이는 2m 이상 너무 높으면 분뇨 더미 무게에 의해 압착되어 산소공급 등 자연 통기가 원활하지 못하여 혐기성 상태로 전환될 수 있다. 반대로 겨울철에는 1m 이하로 높이가 너무 낮으면 미생물이 가축 분을 분해하면서 발생하는 발열 온도보다 오히려 외부 온도가 낮아 온도가 상승하지 못해 유기물 분해가 원활하게 이루어지지 않는다. 따라서 분뇨 더미는 너무 높아도 너무 낮아도 안 되므로 유효높이를 2m 정도로 쌓아두면 적당하다.

 

(3) 분뇨 더미 뒤집기

분뇨 더미는 1주일 이내(겨울철에는 그 이상)에 온도가 70℃ 이상으로 상승하여 손을 깊이 넣으면 “앗 뜨거” 하면서 손을 뺄 정도로 온도가 상승한다. 이때는 분뇨 더미 내 축적되었던 산소를 미생물이 가축분뇨 유기물을 분해하면서 고갈되어 다시 미생물에게 신선한 산소공급이 필요한 시기가 된 것이다.

 

따라서 스키로더 등 장비를 이용하여 분뇨 더미를 다른 반대쪽 벽으로 옮겨 더미 내 산소를 새롭게 공급시켜 준다. 옮길 때도 분뇨 더미를 높은 곳에서 떨어트려 분뇨 더미가 공기와 많이 접촉하도록 하며, 분뇨 더미 외부부터 안쪽으로 긁어 옮기면 외부에 있던 것이 반대쪽 내부로 들어간다. 이어 내부에 있던 것은 반대쪽 외부에 쌓여 새로운 더미가 형성되는 방식으로 뒤집기를 하면 된다. 겨울철 보온 덮개 등으로 덮어주면 외부 찬 공기로부터 내부 온도를 뺏기지 않고 지킬 수 있다.

 

다시 분뇨 더미를 1주일 정도 기다려 온도가 상승하면 같은 방법으로 반대쪽 벽으로 퇴비 더미(분뇨→퇴비)를 옮겨 산소를 공급한다. 이렇게 5회 이상 같은 방법으로 뒤집기를 하면 온도는 점점 60℃ → 50℃ → 40℃ 이하로 떨어지고 이것을 한쪽으로 모아 쌓아 천천히 후숙시키면 양질의 부숙퇴비를 얻을 수 있다. 혹시 이 후숙 퇴비 더미에서 재차 온도가 상승하면 남은 유기물이 분해하는 것으로 같은 방법으로 뒤집기를 하여 산소공급 및 내부 암모니아 가스 등을 외부로 방출시키면 된다.

 

퇴비 더미 뒤집기 등 교반 작업할 때는 퇴비 더미 안쪽에 갇혀 있던 암모니아 등이 휘산하여 악취를 유발하게 되면 민원이 발생할 수 있으므로 유의해야 한다. 저기압 등 날씨가 흐린 날씨, 이른 아침, 초저녁에는 교반을 피해야 하고 환경개선제 또는 물 등을 안개 분무하면서 교반하면 악취 발생을 억제할 수 있다.

 

교반 중 수증기 발생량이 적고, 수증기 색깔이 흐린 회색을 띠고 있는 경우에는 정상적인 분해가 일어나지 않고 있기 때문이며, 이는 미생물 분해 조건 중 수분율이 너무 높아 공기공급이 원활하지 못한 경우에 발생한다. 교반 중 수증기 색은 하얀색을 나타내야 하며, 많은 양의 수증기가 발생하면 미생물이 분뇨 유기물을 잘 분해하고 있는 것을 말한다. 이때 암모니아 등 악취, 분뇨 냄새가 없는 흙냄새를 띄게 되면, 양호한 분해 반응에 의한 완숙퇴비 단계로서 퇴비 부숙이 잘 되었다고 판단하면 된다.

 

(4) 콤포스트(고속발효기)

퇴비사 내 분뇨 적체에 따른 암모니아 등 악취 발생을 억제하기 위해 양돈농가에서 밀폐형 축분 고속발효기(콤포스트)를 사용하고 있다. 기존 퇴비부숙 처리 기간은 보통 2개월 정도 걸린다. 고속발효기 사용 시는 축분 처리 기간이 15일 이내로 단축되고, 설치면적도 좁고, 운전이 쉬우며, 퇴비사 정리 정돈 등 청결 등의 장점이 있어 사용 농가가 늘어나는 추세다. 하지만 실제 농가에서 고속발효기 운전에 따른 악취 문제로 골머리를 앓고 있다. 고속발효기 및 악취저감시설 운전 방법에 대해서 제대로 교육을 받고 운전하는 농가는 거의 없는 현실이다((사진 1) 콤포스트 사진과는 무관함).

 

 

☞ 이에 악취저감을 위해서는 고속발효기에 넣는 수분 조절된 돈분을 한 번에 넣지 말고 소량씩 나누어서 넣어야 한다. 예를 들면 하루 처리량이 9톤이라면 3회에 걸쳐 아침, 점심, 저녁에 3톤씩 넣어 운전한다. 아침에 3톤을 넣으면 3톤에 해당하는 악취가 발생하지만, 한 번에 9톤을 넣으면 9톤에 해당하는 악취가 한꺼번에 발생하여 악취저감 효율도 좋지 못하고, 이것을 처리하는 저감시설 역시 부하가 걸려 저감효율도 좋지 못하다.

 

☞ 게다가 악취저감시설로 많이 사용하는 세정식 탈취탑의 경우 일차적으로 집진(먼지 제거) 기능, 이차적으로 탈취의 순으로 이루어지는 것이 저감이 효율적이다. 물론 1주일에 1회 이상 세정수를 교환해야 하며 내부 폴링 및 시설을 세척해야 한다.

 

4. 양질의 액비 만들기

 

질 좋은 액비를 만들기 위해서는 먼저 신선한 가축분뇨를 사용하는 것이 좋다. 맛있는 음식을 만들기 위해서는 첫째로 재료가 좋아야 하듯이 피트, 분뇨저장조에서 오랫동안 머물게 되면 부패 또는 혐기화되어 유해·악취물질의 농도가 높아진다. 그러므로 빠른 기일, 그리고 수중펌프를 바닥 아래까지 넣어 밑에 있는 슬러리를 고액분리하여 액상(분리액)을 유량 조정조로 이송한다.

 

액상은 한꺼번에 많이 발효조에 투입하면 호기성미생물에 충격 부하를 일으킬 수 있으므로 1일 또는 시간당 일정량을 투입한다. 예를 들면 1일 처리량이 9톤이라면 아침, 점심, 저녁 3톤씩 나누어 유입하여 운전한다(1시간에 1톤씩 9시간에 걸쳐 넣으면 더 좋다). 액상을 3톤씩 나누어 넣으면 발효조에서 3톤에 해당하는 악취가 발생한다. 하지만 한 번에 9톤을 다 넣으면 미생물에게 부하를 일으켜 처리효율도 좋지 못하다. 또한 9톤에 해당하는 악취가 한 번에 발생하여 민원 유발은 물론 9톤의 악취물질을 짧은 시간 내에 저감해야 함으로 저감 능력에도 한계가 발생한다.

 

호기성미생물에 의해 액상 유기물이 분해되도록 24시간 송풍기를 가동해야 하지만, 악취 민원 때문에 일시 중단 또는 추위 등 한파 때문에 산발적으로 공기공급을 하는 경우가 있다. 서둘러 24시간 균등하게 공기를 공급해야 한다. 고액분리하였지만 액상에는 유기물의 농도가 높아서 안정적인 액비를 얻기 위해서는 많은 양의 산소를 미생물이 필요로 하므로 고효율의 산기관(미세산기관)을 사용한다. 또한 고액분리 효율이 낮으면 발효조 내 높은 고형분(부유물질 등)에 의해 미생물에게 산소전달효율이 낮아져 안정적인 액비를 얻을 수 없다.

 

장기간 폭기에 의해 발효된 액비는 취기가 없는 등 완숙 액비(완숙 액비 육안 판별법 : 악취가 없고, 끈끈한 점성이 없으며, 검은색에서 커피믹스색)를 1일 유입량(Q)의 5배(5Q) 맨 앞 발효조로 내부 반송(활성상태에 따라 반송량을 5~10배 변화시킬 수 있음)하면 액비화 효율 촉진 및 원액 희석 등으로 악취 발생을 저감할 수 있다. 이때 반송되는 액비가 바로 고효율의 분해미생물 덩어리로서 분뇨 유기물을 분해할 줄 아는 미생물이다. 따라서 폭기조 거품 살수용 액비로 사용한다.

 

액비화가 완료된 액비는 저장시설로 운반 저장하는 동안 표면층, 중간층, 바닥층으로 나누어져 액비성분이 고르지 못하다. 매일 일정량의 폭기 또는 교반 등을 하여 균등화하고 바닥에 고착 슬러지가 발생하지 않도록 해야 한다. 농경지 살포를 위해 액비 반출시 전량을 반출하지 말고 최소 1/3은 남기고 반출해야 한다. 발효미생물을 전부 반출시키면 활성화된 미생물이 없어 처음부터 다시 시작해야 하며, 많은 시간 및 비용, 그리고 악취마저 발생하여 민원을 일으킬 수 있다. 분뇨저장조, 액비저장조는 하부에 고착 슬러지가 발생하지 않도록 연 1회 이상 주기적으로 제거해 주어야 한다.

 

(1) 액비순환시스템

 

 

액비순환시스템은 양돈장 악취 저감 방법 중 하나이다. 슬러리 액상을 호기성미생물에 의해 발효 액비화 시킨 후 안정된 양질의 액비를 돈사 슬러리 피트로 공급 순환하는 방식으로 업체 또는 기술마다 특성에 맞게 운전해야 한다. 하지만 일반적으로 피트 내 액비가 연속적으로 흐르지 않는 경우(회분식) 다음과 같이 유의하여 운전한다.

 

 

월간 한돈미디어 2023년 11월호 78~84p 【원고는 ☞ ace@lemi.or.kr로 문의바랍니다.】