- 오랜 축산 분뇨 악취 문제 해결하는 신기술 개발

- 친환경 유용 미생물로 악취와 슬러지 동시에 해결한다

- 기존 슬러지 분해 효율 대비 3.6배 향상, 암모니아 99% 제거

- 악취 저감 특화 친환경 유용 미생물로 축산 농가 악취 말끔히 해결

- 발효왕겨를 투입한 고속 슬러지 분해 공정 통해 1주일 내 축산 슬러지 분해

- 축산 분뇨뿐만 아니라 모든 악취를 줄일 수 있는 해결의 실마리로 평가

□ 국내 연구진이 축산 농가의 오랜 숙원인 축산 분뇨 악취 문제를 해결할 수 있는 친환경기술 개발에 성공했다.

■ 한국에너지기술연구원(원장 김종남) 광주친환경에너지연구센터 이상민 박사 연구진이 발효왕겨를 이용해 슬러지* 분해 효율을 3.6배 향상시키고, 악취 저감에 특화된 유용미생물**을이용한 슬러지 분해 기술 개발에 성공했다. 이 기술은 악취의 주요 원인 물질인 암모니아를30분 내 99% 이상 제거하는 놀라운 성능을 보였다.

* 슬러지(Sludge): 하수처리장, 공장폐수 처리시설, 정수장, 축산업 등에서 수처리를 할 때 물속에 있던부유물 중 일부는 중력의 작용에 의해 액체로부터 분리되어 바닥에 가라앉는 침전물

** 유용미생물(Effective Microorganisms, EM): 유용미생물군의 약자로써 유산균, 광합성균, 효모균을 주균으로 하여 인간과 환경에 유익한 미생물을 조합, 배양한 미생물복합체

□ 국내 축산업의 발전*과 더불어 축산 슬러지 발생도 지속적으로 증가하면서 악취와 토양수질 등의 환경오염 문제가 날로 심각해지고 있다. 특히 고질적인 악취 문제는 축산 농가의 영원한 숙제이며, 2005년 「악취방지법」 제정 이후 악취 민원 건수는 지속적으로 증가하고 있지만 뚜렷한 해결 방안이 없는 상태다.

* 국내 축산산업은 육류 소비량 증가에 힘입어 급격하게 성장하고 있으며, 가축분뇨 발생량도 2008년4,174만 톤에서 2019년 5,148만 톤으로 지속 증가하고 있다

□ 현재 축산 슬러지의 90%는 퇴비화를 통해 처리되고 있는데, 2020년 3월부터 ‘퇴비 부숙도* 검사 의무화 제도’가 시행되면서 일정 부숙도 이상일 경우에만 퇴비 살포가 가능해 축산 농가의 어려움은 더욱 커졌다. 자연 건조할 경우 완전 부숙까지 최소 60일 이상 소요되기 때문에 이 기간 동안 악취는 계속 발생할 수밖에 없기 때문이다.

* 부숙도: 퇴비의 원료가 퇴비화 과정을 거쳐 식물과 토양에 안정적인 반응을 나타내는 것을 말함

■ 연구진은 특정 미생물 촉매가 악취의 원인인 암모니아를 효율적으로 제거하는 특징이 있음에 착안해 연구를 시작했고, 결과적으로 고속으로 슬러지를 분해할 뿐만 아니라 악취 저감에 들어가는 비용도 획기적으로 절감하는 기술을 개발하는데 성공했다. 

□ 실제 산업적으로 사용되는 유용 미생물제제에는 다양한 미생물(방선균, 광합성균, 유산균 등)이 혼합되어져 있는데, 연구진은 여기에 ‘로도박터 스페로이데스(Rhodobacter sphaeroides)라는 광합성균을 중점으로 조합해 성능이 더욱 뛰어난 악취 저감용 유용 미생물 제제를 개발했다. 이를 통해 악취의 주요 원인 물질인 암모니아를 효율적으로 제거할 수 있었으며, 슬러지를 분해하는 과정에서 자체적으로 60~80oC의 산화열을 발생시켜 건조 에너지 비용까지 크게 줄일 수 있다.

□ 현재 축산 슬러지 건조를 위해 고가의 톱밥이 많이 쓰이는데, 이보다 25~40% 저렴한 왕겨는 규소로 이루어진 겉껍질의 코팅막으로 수분 흡수 성능이 떨어지는 문제가 있었다. 이에 연구진은 왕겨를 먼저 발효시킨 후 투입하는 방법을 선택해 퇴비화 시간을 80% 이상 줄일 수 있음을 확인했다. 이와 함께 유용미생물에서 발생하는 산화열을 이용하면 9일 만에 슬러지 무게가 91% 감소하는데 이는 톱밥 대비 3.6배 성능이 향상된 것이다.

■ 연구진이 개발한 기술은 최소 60일 이상 소요됐던 자연 부숙과 달리 7일 이내로 완전 부숙이 가능하고 추가 장치 없이 악취를 저감할 수 있어 보다 경제적이고 축산 슬러지 처리문제 해결에 크게 기여할 수 있다. 또한 건조된 슬러지는 퇴비 및 고형 연료로 사용이 가능하며 이로써 친환경 에너지 재순환 기술 완성도 가능할 것으로 기대를 모은다.

■ 이 기술은 환경개선 EM 전문 업체인 (유)카야시스템에 기술이전 되어 현재 유용 미생물과 발효 왕겨 투입 공정에 최적화된 고속 슬러지 분해 장치를 개발했으며, 전북 정읍과 김제 부근 축산 농가 현장에서 실증 연구를 진행하고 있다.

■ 연구책임자인 이상민 박사는 “악취 저감 유용 미생물을 이용하여 축산 슬러지뿐만 아니라 모든 악취로 인한 국민들의 불편이 해소되기를 기대한다.”며, “유용 미생물은 악취 저감,작물 생육 촉진, 토양·수질 개선 등 무한한 활용성을 가지고 있어 미래를 선도하는 전략 산업 분야가 될 것”이라고 말했다.

□ 농업회사법인 카야시스템 임명준 대표는 “한국에너지기술연구원으로부터 이전 받은 왕겨를 이용한 고속 부숙 기술은 한국 축산업계의 큰 획이 될 것”이라며, “자연으로 돌아가는 자원 순환 기술을 통해 악취해결 뿐만 아니라 지구 환경도 지킬 수 있다”고 밝혔다.

■ 연구진은 향후 해당 기술이 적용된 축산 슬러지 분해 산물을 신재생에너지원으로 자원화하기 위한 연구개발에 나설 계획이다. 이번 연구는 농림축산식품부 유용농생명자원산업화 기술개발사업의 지원으로 수행됐다.