소금 첨가를 통한 돈분 유래 온실가스 저감과 후속 바이오가스 생산 증대

• 영문명: Reduction of greenhouse gas emission from pig manure by adding salt and enhancement of subsequent biogas production
• 발행기관: 유기성자원학회
• 저자명: 임성원 김동훈
• 간행물 정보: 『유기성자원학회 학술발표대회논문집』2019년도 춘계학술대회 발표집, 187~187쪽, 전체 1쪽
• 주제분류: 공학 > 환경공학
• 파일형태: PDF
• 발행일자: 2019.05.10

국문 초록

농장에서 배출된 돈분은 최종처리시설로 이송되기 전까지 주로 피트에서 1-3달저장되는데 이 기간 동안 다량의 온실가스가 배출되고 있고 주요 가스 형태는 메탄(CH4)으로 알려져 있다. 온실가스 배출량을 줄이기 위해 황산을 첨가하거나 저장온도를 낮추려는 시도를 하고 있지만, 2차 오염문제가 있거나 전력요구량이 높다는단점이 있다. 본 연구에서는 이를 극복하기 위해 가격이 저렴한 소금을 돈분에 첨가하여 미생물 활성저해를 통해 온실가스 배출량을 줄이고자 하였으며 저장한 돈분의 바이오가스 잠재량 측정도 함께 진행하였다. 첨가 소금 농도는 1-13 g Na+/L(2 g Na+/L 간격)으로 했고 대조군 및 소금을 첨가한 돈분을 30oC에서 40일 간 혼합과정 없이 저장했다. 발생한 바이오가스는 주 2 회 분석했고 실제 저장조건을 모사하기 위해 가스분석 후 반응기 내부를 공기로 치환했다. 대조군에서는 13.7 kg CO2 eq./ton PS의 메탄이 배출된 반면, Na+ 농도가증가할수록 메탄 배출량은 12.9-4.5 kg CO2 eq./ton PS까지 감소했으며 9 g Na+/L 조건에서 약 50%의 저감율을 보였다. 저장 후 대조군의 COD 농도는 66 g COD/L 으로 대조군(110 g COD/L) 대비 40% 감소했지만 소금을 첨가한 돈분의 COD 농도는 69-87 g COD/L으로 더 많은 양의 유기물이 보존되고 있음을 알 수 있었다. 저장한 돈분(1-9 g Na+/L)을 이용해 연속식 혐기성소화에 적용한 결과, 대조군에서는 4.5 L CH4/L PS의 메탄 잠재량을 보였으며 3-7 g Na+/L 첨가한 돈분에서는 이보다 8-13% 상승한 4.9-5.1 L CH4/L PS를 얻었다. 소금 첨가를 통해 얻은 온실가스 저감량과 바이오가스 추가 생산량을 이용하면 7 g Na+/L 조건에서 대조군 대비약 70% 온실가스(5.5 kg CO2 eq./ton PS)를 줄일 수 있는 것으로 나타났다.

키워드

돈분 메탄 배출 바이오가스 생산 소금 첨가