Investigation on the Characteristics Variation According to Air Supply Capacity in Layer Manure by Composting

공기공급량에 따른 산란계분의 퇴비화 특성변화에 관한 연구

  • Kwag, J.H. (National Institute of Animal Science, RDA.) ;
  • Cho, S.H. (National Institute of Animal Science, RDA.) ;
  • Jeong, K.H. (National Institute of Animal Science, RDA.) ;
  • Kim, J.H. (National Institute of Animal Science, RDA.) ;
  • Choi, D.Y. (National Institute of Animal Science, RDA.) ;
  • Jeong, Y.S. (National Institute of Animal Science, RDA.) ;
  • Jeong, M.S. (National Institute of Animal Science, RDA.) ;
  • Kang, H.S. (National Institute of Animal Science, RDA.) ;
  • Ra, C.S. (Kangwon Nat. Univ.)
  • 곽정훈 (농촌진흥청 국립축산과학원) ;
  • 조승희 (농촌진흥청 국립축산과학원) ;
  • 정광화 (농촌진흥청 국립축산과학원) ;
  • 김재환 (농촌진흥청 국립축산과학원) ;
  • 최동윤 (농촌진흥청 국립축산과학원) ;
  • 정의수 (농촌진흥청 국립축산과학원) ;
  • 정만순 (농촌진흥청 국립축산과학원) ;
  • 강희설 (농촌진흥청 국립축산과학원) ;
  • 라창식 (강원대학교)
  • Received : 2010.07.23
  • Accepted : 2010.08.06
  • Published : 2010.08.30

Abstract

The composting of layer manure is economical and efficiently process. In this study, the variation of composting characteristics in layer manure was investigated according to air supply capacity. The fermented compost was added in layer manure and mixed with sawdust inside composting reactors. The level of air supply capacity was varied in the range of $50{\sim}200\;{\ell}/m^3/min$. During composting the temperature variations of composting piles was different the temperatures of composting piles for T-1 ($50\;{\ell}/m^3/min$) and T-2 ($100\;{\ell}/m^3/min$) were reached at $40^{\circ}C$ and $50^{\circ}C$ within 2 days, respectively. For T-3 ($150\;{\ell}/m^3/min$) and T-4 ($200\;{\ell}/m^3/min$), their temperatures was $60^{\circ}C$ within same days and maintained during 8 days. Water contents decreased according to the air supply capacity; 8.9%, 15.4%, 18.0% and 18.6% for T-1, T-2, T-3 and T-4. The weight ratios of T-1, T-2, T-3 and T-4 were reduced to 12.8%, 15.6%, 18.1% and 17.9%, respectively. The decreasing volumetric ratios of T-1, T-2, T-3 and T-4 were 18.0%, 21.0%, 22.3% and 22.0%. The oxygen discharge concentrations during composting were 12 ppm for T-1, T-2 and 9 ppm for T-3 and T-4. After composting, fertilizer components such as total nitrogen (TN) and phosphorous pentoxide ($P_2O_5$) were examined at each air supply capacity. Nitrogen contents of the T-1, T-2, T-3 and T-4 were 0.75%, 0.74%, 0.72% and 0.64%. Also, The contents of $P_2O_5$ were 0.35%, 0.40%, 0.38% and 0.42% for T-1, T-2, T-3 and T-4.

산란계분을 퇴비화 하는데 있어서 공기공급량을 다르게 하여 퇴비화기간동안의 퇴비 특성을 조사한 결과는 다음과 같다. 1. 퇴비화기간동안의 발효온도를 조사한 결과 T-1 처리구에서 발효온도가 다른처리구에 비해서 낮은 것으로 조사되었으며 이는 T-1 처리구에서는 정상적인 호기성 발효가 진행되지 않고 있음을 보여주고 있었다. 반면에 T-3 및 T-4 처리구에서는 최고온도 도달시간이 다른 처리구에 비하여 짧다는 것은 계분의 신속한 퇴비화 빛 높은 수분증발량이 조사되었다. 2. 공기공급량에 따른 퇴비화 과정에서의 처리구별 수분함량을 분석해 본 결과 발효 초기의 경우에 공기 공급량을 T-1 처리구에서 1주일이 경과한 후 8.9%로 가장 낮게 조사되었으며, T-2, T-3 및 T-4 처리구에서는 각각 15.4%, 18.0% 및 18.6%로 높은 수분감소량을 보이는 것으로 조사되어 통계적으로 유의적인 처리가 있는 것으로 조사되었다(p>0.05). 3. 계분의 퇴비화 과정에서의 공기공급량에 따른 산소소모량을 조사한 결과 T-3 및 T-4구에서 퇴비화시험 2일째 9 ppm으로 낮은 수치로 조사되었으나 T-1 및 T-2 처리구에서는 12 ppm으로 상대적으로 높은 수치로 조사되었다. 4. 처리구별 퇴비더미내의 중량변화는 시험 1주일 후의 중량감소율은 T-1 처리구에서 5.5%로 가장 낮았으며, T-3 및 T-4구에서는 12.0% 및 12.3%로 비슷한 경향을 조사되었으며 이러현 경향은 퇴비화 2주일이 경과한 후에도 같은 경향으로 조사되었다. 5 퇴비화기간의 경과에 따른 비료성분 및 유기물량은 처리구간에 큰 차이를 보이지 않았으나, 1 차 발효후 비료성분 함량은 처리구별로는 T-4 처리구에서 질소성분이 타 처리구에 비하여 낮아진 것으로 조사되었다. 이는 퇴비화 과정에서의 수분함량 변화에 따라 비료성분의 함량에 차이를 보이는 것으로 조사되었다. 6. 반면에 OM/N도 투입시 처리구간에 큰 차이를 보지지 않았으나 1차 퇴비화 후에는 42.0, T-2 44.2, T-3 47.1 및 T-4 55.8로 공기 공급량이 높아짐에 따라 OM/N의 비가 점차 높아지는 경향으로 조사되었다. 7. 따라서 산란계분의 퇴비화시 공기공급량을 최소 퇴비화물질 $1m^3$$150\;{\ell}/min$ 이상 공급하는 것이 계분이 정상적으로 호기성 퇴비화가 가능하다고 판단되어 진다.

Keywords

References

  1. AOAC, 2007. Official Methods of Analysis. AOAC international.
  2. Campbell, G. S. 1985. Soil Physics with Basic Transport Models for Soil-Plant Systems, Elsevier Science Publishers, Amsterdam., p. 49-57.
  3. Falcon, M. a., Corominas, E., Perez, M. L. and Perestelo, f. 1987. Aerobic bacterial populations and environmental factors involved in the composting of agricultural and forest of the Cannary Islands. Bioloical Wastes. 20:89-99. https://doi.org/10.1016/0269-7483(87)90159-5
  4. Griffin, D. M. 1981b. Water potential as a selective factor in the micrology of solids. In Water Potential Relations Soil Microbiology, SSSA special publication no. 9, eds. Parr, J.F., Gardner, W.R. and Elliott, L.F. Soil Science Society of America, Madison, WI., p. 141-151.
  5. Harris, R. F. 1981. In Water Potential Relations in Soil Microbiology, SSSA special publication no.9, eds. Parr, J.F., Gardner, W. R. and Elliott, L.F. Soil Science Society of America, Madison, WI., p. 23-33.
  6. Haug, R. T. 1993. The practical handbook of composting engineering Lewis publshers. Inc. Ann. Arbor.
  7. Hirai, N. F., V. Chanyasak and H. Kubota. 1983. A standed measurement for compost maturity. BiocycIe. 24(6):54-56.
  8. Lo, K. V. and Liao, A. K 1993. Composting of separated solid swine wastes. J. Agri. Engng. Res. 54:307-317. https://doi.org/10.1006/jaer.1993.1023
  9. Miller, F. C., MacGregor, S. T., Finstein, M. S. and Cirello, J. 1980. Proceedings of the ASCE Environmental Engineering Division Specialty Conference, American Society of Civil Engineering, New York., p. 40-46.
  10. Miller, F. C. 1984. Therdynamic and matric water potential analysis in field and laboratory scale composting ecosystems, Ph. D dissertation, Rutgers University, University, University Microfilms, Ann Arbor, MI.
  11. Nakasaki, K., Yaguchi, H., Sasaki, Y. and Kubota, H. 1993. Effects of Ph conrol on composting of garbage. Waste Mange. Res. 11:117-125. https://doi.org/10.1177/0734242X9301100204
  12. Nakasaki, K., Aoki, N. and Kubota, H. 1996. Accelerated composting of gress clippings by controlling moisture level. Waste mange, Res. 12:12-20.
  13. Wysong, M. L. 1976. Czech's solid waste problems at Wauna are reduced by composting. Pulp and Paper., p. 112-113.
  14. Zucconi, f., De Bertoldi, M. 1987. Compost specificaltion for the Production and characterization of compost from Municipal solid waste, Compost: Production Quality and use, Elsevier Applied Science., pp. 30-50.
  15. 곽정훈, 최동윤, 박치호, 정광화, 전병수, 김형호, 2004. 기계교반퇴비화시설에서의 구간별 발효온도에 따른 수분증발량 및 특성변화 연구(한국축산시설환경학회지 10(3):163-168.
  16. 곽정훈, 2010. 축산분뇨 자원화 추진성과 및 향후과제 (퇴비 . 액비 자원화기술), 제15회 한국축산시설환경학회. p17-44.
  17. 김은경, 이택순, 서정윤, 1996. 로터리교 반식발효시설의 운전조건개선, 한국환경농화학회지 15(3):335-361.
  18. 농림수산식품부, 2010, 축산공무원 연찬회 교재, p1-14.
  19. 농림부, 2008. 가축분뇨자원화 표준설계도해설서.
  20. 오인환, 윤종만, 1997. 가축분뇨의 로타리 교반발효건조 기술분석. 한국농업기계학회지 22(4):451-458.
  21. 홍지형, 1998. 호기성 발효퇴비에 의한 농축산물의 녹농지 환원이용, 한국농업기계학회지. 13(3):81-90.
  22. 황의영, 황선숙, 남궁완. 1995. 공정조절인자가 분뇨슬러지 퇴비화에 미치는 영향. 한국폐기물학회지. 12(5):588-594.