Abstract
In order to environmentally use wood chips manufactured from low valued forest resources by forest tendering, wood chips were used for the evaluation on chips characteristics, decomposition capability of organic wastes, and field experiment and determination of conditions for decomposer. Bioclusters manufactured by Cryptomeria japonica, commercially available wood chips in Japan, showed higher pore ratio, water reservation and water resistance, and higher cellulose content with lower hot water solubles than domestic wood chips. The useful size of wood chips for swine manure decomposition was 10 (length) ${\times}$ 5 (width) ${\times}$ 2 (thickness) mm, and cellulose contents and alkali solubles of Pinus densiflora and Populus tomentiglandulosa were similar to those of bioclusters. According to the decomposition ratio depending on wood species, it was ordered as Pinus densiflora > Pinus koraiensis > Cryptomeria japonica. The swine manure decomposition ratio depending on treatment hours by Pinus koraiensis was constant with the ratio of 15 to 16 g per hour by 1 kg of chip, indicating of daily swine decomposition amount of 390 kg by 1 ton of chips which was equal to the amount of daily swine manure production by 70 swines. Analyzing by long term used wood chips during 40 days treatment, the treated wood chips characteristically showed stable total nitrogen content, suitable pH, high accumulation of inorganic contents such as calcium, phosphorus, potassium and sodium, and no odor. During winter, the inner temperature of decomposer was kept at $43^{\circ}C$, but air bubble was occurred due to high pH and viscosity of swine manure. The most appropriate mixing ratio between wood chips and swine manure was 1 versus 2 or 3, and at more than ratio 1 versus 3, ammonia gas was caused because of anaerobic fermentation status by high moisture content of wood chips. The mixing interval of decomposer was 3 mins. per hour for the best swine decomposition.
숲가꾸기사업 등의 산림사업에 의하여 발생하는 미이용 산림자원의 고부가가치로의 이용을 위하여 유효 세립 목질칩을 제조하여 목질칩의 특성, 분뇨처리 선능, 정화조 적용시험 및 제반 조건 탐색 및 제작을 시도하였다. 시판중인 일본산 삼나무칩으로 제조된 바이오클러스터는 공극율, 수분보유율, 투수계수가 우수하고, 열수추출물함량이 적고 셀룰로오스함량이 상대적으로 높게 나타났으며 해부학적 특성에서 방사단면 유연막공의 화학적 처리 흔적은 없으며 삼나무칩과 비교시 횡단면 가도관의 세포막이 얇고 공극이 상대적으로 큰 것으로 나타났다. 돈분뇨 정화용 적정 목질칩 크기는 10 (길이) ${\times}$ 5 (너비) ${\times}$ 2 (두께) mm이였으며 소나무 및 현사시외 전셀룰로오스함량이나 열수추출물함량이 바이오클러스터에 근접하였다. 처리과정에서 돈분뇨는 만재 (晩材)보다는 조재 (早材)의 세포내강에 충전되어 있으며 목질칩의 표면층에서는 세포막이 미생물 공격에 의하여 파괴된 흔적이 있었으나 장기간 사용이 가능한 것으로 추정되었다. 목질칩 종류별 돈분뇨 분해능에서 소나무 > 잣나무 > 삼나무 순으로 나타나 소나무 또는 잣나무 무처리 목질칩이 돈분뇨 분해용 정화조 사용에 적당한 것으로 판단되었다. 목질칩에 의한 돈분뇨 분해는 시간별로 일정하게 분해량을 유지 ($15{\sim}16$ g/시간/kg칩)하며 잣나무 1톤 칩 이용시 일일 돈분뇨 분해량은 390 kg (약 70두 분량)이였다. 목질칩에 의한 돈분뇨 장기처리시 40일간 처리 목질칩은 전질소함량이 안정화되었고 pH도 적정 수준이나 칼슘, 인, 칼륨, 나트륨 등이 초기 칩과 비교하여 $31{\sim}118$배 이상 축적되며, 처리칩은 흑갈색을 띄며 냄새가 없었다. 목질칩에 의한 돈분뇨 계절별 처리시 동절기에도 정화조 내부온도 $43^{\circ}C$ 이상을 유지하며 발효가 정상적으로 진행되나 분뇨의 점도 및 pH 상승으로 기포가 발생하므로 대형정화조 제작시 송풍 및 기포처리장치 필요를 확인하였다. 최적 목질칩과 돈분뇨 투입 비율은 $1:2{\sim}1:3$이며, 1:3비율이상에서 혐기화로 인한 암모니아가스 악취 발생, 시간당 3분 교반시 제일 양호한 분해능을 나타냈다.
