돈사 슬러리 피트 내 황화수소 배출 저감을 위한 피트 내 고액분리 시스템의 실험실 규모 평가

Lab-scale evaluation of an in-pit solid-liquid separation system for reducing hydrogen sulfide emissions from swine slurry pits

장명훈1 · 이태구1 · Fufa Abera Jabessa2 · 안희권1,2,3

1충남대학교 축산환경학과, 2충남대학교 낙농학과, 3충남대학교 동물바이오시스템과학과

1. 서 론

돈사 슬러리 피트에서 발생하는 황화수소(H₂S)는 대표적인 악취 유발 물질이자 유해가스로서 축사 내 작업환경과 주변 대기환경에 부정적인 영향을 미친다. 슬러리 저장 과정에서는 유기물 분해와 혐기성 조건이 지속되면서 황화수소의 생성 및 방출이 촉진될 수 있으므로, 피트 내부에서 황화수소 등 악취물질 배출을 저감하는 기술 개발이 필요하다. 특히 별도의 복잡한 기계장치 없이 피트 내부의 구조를 단순하게 개선하는 방식은 현장 적용 측면에서 장점이 있다. 이에 본 연구에서는 피트 내부에서 고형물과 액상을 부분적으로 분리할 수 있는 단순 구조의 고액분리 시스템을 적용하여 황화수소 배출 저감 가능성을 실험실 규모에서 평가하고자 하였다.

2. 연구 방법

본 연구는 2개월 동안 실험실 규모로 수행되었으며, 총 6기의 반응조를 이용하여 대조구 3기와 처리구 3기를 운영하였다. 처리구에는 직경 1 cm의 천공이 있는 아크릴 판을 설치하여 액상은 하부로 이동하고 고형물은 상부에 잔류하도록 하였으며, 이를 통해 피트 내 고액분리 구조를 모사하였다. 실험기간 동안 대조구와 처리구의 황화수소 배출량을 측정하여 처리 효과를 비교하였다.

3. 결과 및 고찰

처리구에서는 아크릴판 상부에 고형물이 잔류하고 액상은 하부에 위치하는 분리 구조가 형성되었다. 처리구의 황화수소 배출량은 152.5±28.0 mg/day/m²로, 대조구의 197.4±50.8 mg/day/m²에 비해 22.7% 낮게 나타났다. 그러나 이러한 차이는 통계적으로 유의하지 않았다 (p=0.25). 그럼에도 불구하고 본 결과는 피트 내 단순 고액분리 구조가 황화수소 배출 저감에 영향을 미칠 가능성을 보여준다. 다만, 저감 효과의 통계적 검증과 구체적인 작용 기작의 규명을 위해서는 반복수 확대 및 추가적인 후속 연구가 필요하다.

4. 결 론

본 연구에서는 돈사 슬러리 피트 내 고액분리 시스템의 황화수소 배출 저감 가능성을 실험실 규모에서 평가하였다. 그 결과, 천공된 아크릴판을 이용한 피트 내 고액분리 구조를 적용한 처리구에서 황화수소 배출량이 대조구 대비 22.7% 낮게 나타났다. 다만 통계적 유의성이 확인되지 않았으므로, 본 시스템은 황화수소 저감기술로서의 가능성을 보인 예비적 수준의 결과로 해석하는 것이 타당하다. 향후에는 반복수 확대와 함께 실규모 조건에서의 검증이 필요할 것으로 판단된다.

5. 사 사

본 연구는 대한민국 농촌진흥청(RDA) 연구사업(PJ01708401)의 지원에 의해 이루어진 것임