병원성미생물의 불활성화를 위한 산·알칼리처리가 양돈분뇨의 이화학적 성상에 미치는 영향

Physicochemical Changes of Swine Manure by the Treatment of Acid and Alkali for Inactivation of Pathogenic Microorganisms

  • 김초롱 (상지대학교 동물생명자원대학 동물생명자원학과) ;
  • 김수량 (상지대학교 동물생명자원대학 동물생명자원학과) ;
  • 김하제 (상지대학교 동물생명자원대학 동물생명자원학과) ;
  • 전상준 (상지대학교 이공과대학 환경공학과) ;
  • 한호 (MH(주)) ;
  • 김동균 (상지대학교 동물생명자원대학 동물생명자원학과) ;
  • 이명규 (상지대학교 이공과대학 환경공학과)
  • Kim, Cho-Long (Faculty of Animal Life Resources, Sangji University) ;
  • Kim, Soo-Ryang (Faculty of Animal Life Resources, Sangji University) ;
  • Kim, Ha-Je (Faculty of Animal Life Resources, Sangji University) ;
  • Jeon, Sang-Joon (Department of Environmental Engineering, Sangji University) ;
  • Han, Ho (MH Co., LTD.) ;
  • Kim, Dong-Kyun (Faculty of Animal Life Resources, Sangji University) ;
  • Lee, Myung-Gyu (Department of Environmental Engineering, Sangji University)
  • 투고 : 2012.11.12
  • 심사 : 2012.12.18
  • 발행 : 2012.12.30

초록

본 연구는 구제역 긴급행동 지침 (SOP)에서 제시한 화학적 처리가 양돈분뇨의 이화학적 성상에 미치는 영향을 알아보고 이에 따른 적절한 후처리 방법을 모색하기 위하여 수행한 것이다. 가축분뇨의 알칼리처리-산중화 및 산처리-알칼리 중화처리는 처리조건에 따라 다양한 이화학적 변화가 있었으며, 이에 대한 결과요약은 다음과 같다. 1. B4 처리구 (Citric Acid-Calcium Oxide)의 경우는 산처리 후 알칼리 중화처리 시에 응고현상이 발생하였다. 이는 구연산과 생석회의 투입으로 인한 물질 간 화학적 결합에 기인하는 것으로 사료된다. 2. 산처리-알칼리 중화 (B처리구)의 모든 처리구에서 EC가 약 50 mS/cm 전후까지 증가 하였으며, A4 처리구를 제외한 알칼리처리-산 중화 (A처리구)에서는 처리 후 원수의 EC 보다도 낮은 경향을 나타냈다. 3. $NH_4{^+}$-N의 농도는 산처리-알칼리 중화 (B처리구)에서 처리 후 거의 변화가 없는 반면, 알칼리처리-산 중화 (A처리구)에서는 급격히 감소하였다. 이는 암모니아의 탈기로 인한 기작으로 사료되며, 특히 CaO를 이용한 A1, A2 처리구에서 두드러지게 나타났다. 4. 알칼리처리-산 중화 및 산처리-알칼리 중화는 처리조건에 따라서 이화학적 변화의 양상이 다양하다. 적정 pH 수준을 위한 시약의 소요량 및 운영관리 면에서 볼 때, 병원성미생물 등으로 오염된 가축분뇨 화학적 전처리시에는 산처리-알칼리중화 (B처리구) 보다는 알칼리처리-산 중화 처리구 (A처리구) 적합 할 것으로 사료된다. 그러나 자원화, 정화처리 등 후처리방법의 선정은 각 농가 및 지역적 환경요소에 따라 다르므로 산 알칼리제제의 소요량에 따른 경제성 평가 및 처리목적 등에 대한 충분한 검토가 필요하다.

Disinfecting contaminated swine manure with FMD (Foot-and-Mouth Disease) and pathogenic viruses is very important for maintaining sanitized environment. However, very few research reported on this subject, especially post-disinfection to utilize the wastes as a renewable resource. This research is carried out to obtain basic information for chemical treatment in FMD SOP (Standard Operating Procedure, Korea) of contaminated swine manure. Using lime, sodium hydroxide, citric acid and hydrochloric acid, described in FMD SOP, the effects of chemical treatments on livestock manure were compared in this paper. Four combinations of alkali-acid treatments and four kinds of acid-alkali combinations were tested to find out the effective method. Total coliform bacteria in contaminated swine manure, $1.6{\times}10^4$ CFU/100 ml, decreased to the range of 1/1000~1/100 in all treatments. Some specific disinfectants increases BOD (Biochemical Oxygen Demand) and EC(Electric Conductivity), especially, alkaline treatments increases ammonia level than acid treatments. These findings suggest that the treatment methods should be considered as an important environmental factor in post-disinfection of contaminated animal manure with pathogenic microorganisms.

키워드

참고문헌

  1. 강미아, 김미선, 최병우 손호용. 2012. 구제역 가축 매몰지 침출수의 물리 화학적 특성과 유기물질 성상분석. 한국미생물․생명공학회지. 40(2):128-134.
  2. 김봉환, 최상호. 2001. 구제역의 역학적 특성, 발생현황 및 관리대책. 한국농촌의학회지. 26(1):185-198.
  3. 김현철, 최용수. 1995. 축산폐기물의 안정화 처리에 대한 연구. 한국분석과학회. 8(1):91-9
  4. 농림수산식품부. 2011. 구제역 기급행동지침[SOP].
  5. 정광화, 정의수, 박치호, 곽정훈, 최동윤, 유용희. 2006. 돼지분뇨슬러리의 액비조내 저장깊이별 고형물 및 질소, 인의 함량분포에 관한 연구. 축산시설환경학회. 12(3):161-168.
  6. 한창배. 2009. 돈분뇨 슬러리 액비의 부숙기간별 성분변화. 공주대학교 대학원 석사논문.
  7. 황응주. 2008. 알칼리 전처리에 의한 슬러지 호기성 소화 및 액비 특성 변화. 대한환경공학회. 30(1):90-96.
  8. 홍성만, 하동현. 2012. 구제역 환경재난에 서 매몰대응과정의 문제와 공공용지 확보: 2010-2011년 구제역 대응사례를 중심 으로. 국정관리연구. 7(1):43-65.
  9. 日本下水道協會. 1984. 下水試驗方法
  10. George T. Dimopoullos. 1960. Effects of Physical Environment on the Virus of Foot-And-Mouth Disease. Annals of the New York Academy of Sciences. 83:706- 726.
  11. Bachrach, H. L., Breese, S. S. Jr. 1957. Inactivation of Foot-and-Mouth Disease Virus by pH and Temperature Changes and by Formaldehyde. Exp Biol Med. 95(1):147-152.
  12. Office International des Epizooties: OIE (www.oie.int)
  13. Sedlak. R. I. editor. 1991. Phosphorus And Nitrogen Removal From Municipal Wastewater Principles And Practice. LEWIS PUBLISHERS2.: 37-39.