초록제출 현황
초록제출 현황
성명 (1저자) 공다은 소속 동물산업융합전공
직위 석사과정생 회원분류 학생
Struvite의 이화학적 특성 변화를 이용한 양돈분뇨 내 질소 인 회수기술 고도화 연구
A Study on the Advancement of Recovery Technology, which is Nitrogen in Pig Farming Fungus, by Utilizing Strabyte's Physical and Chemical Characteristics Changes
공다은¹, 심수민¹, 김승수¹, 룩시따와띠 엘린다¹, 아리프 레자¹, 원승건², 라창식¹*
Da-Eun Gong ¹, Soo-Min Shim¹, Seung-Soo Kim¹, Luxitawati Elinda¹, Reza Arif¹, Seung-Gun Won², Chang-Six Ra¹*
¹강원대학교 동물산업융합학과(Department of Animal Industry Convergence, Kangwon Nation University, Chuncheon, Korea), ²대구대학교 동물자원학과(Department of Animal Resources, Daegu University, Daegu, Korea)
*교신저자: 라창식(changsix@kangwon.ac.kr)

고농도의 오염물질을 함유한 양돈분뇨는 발생 후 자가 혹은 위탁처리시설에서 퇴·액비화 혹은 정화처리 과정을 통해 처리되고 있으며, 정부의 가축분뇨 자원화 정책에 의해 생산 비중이 꾸준히 증가한 퇴액비는 화학비료와 함께 토양에 살포되어 토양 양분(N&P) 집적의 주 원인 중 하나로 여겨짐에 따라 양돈분뇨의 정화처리 기술이 보다 중요해지고 있다. 대부분 생물학적 처리방법을 주처리 방법으로 사용하는 양돈분뇨의 정화처리 공정은 전문적인 처리기술이 요구되며, 양돈분뇨 내 성분 중 가장 제어하기 어려운 질소의 방류수수질기준을 충족하기 위해 별도의 고도처리 공정의 설비가 강제되는 등 운영자의 높은 기술적 이해도와 운영 비용이 요구되어 실제 공정 운영에 어려움으로 작용하고 있다. 이에 양돈분뇨 내 존재하는 고농도의 질소와 인을 회수하여 생물학적 처리 내 부하를 저감시킬수 있는 struvite (MgNH4PO4·6H2O) 결정화 공정의 정화처리 연계 공정 연구가 전세계적으로 수행되어 왔으며, 더 나아가 회수된 struvite 가공재이용하여 분뇨 내 질소를 대폭 저감시키는 기술의 개발도 제안되고 있다. 본 연구에서는 struvite로부터 암모니아성 질소만을 선택적으로 해리제거시키는 인자들과 적정 운전조건을 도출하고자 하였으며, 더 나아가 가공된 struvite를 재이용할 시 양돈분뇨 내 질소제거 효율을 평가하였다. 인공폐수를 대상으로 lab-scale strvuite 회수공정 및 선행 연구의 최적 운전조건을 적용하여 struvite를 회수하였다. 회수된 struvite 내 질소 해리 및 제거를 위해 열처리를 적용하였으며, 운전인자로 pH (6, 8, 10), 가열온도 (65, 75, 85, 100), struvite 투입비율 (5, 10, 15, 20%)을 설정하여 각 운전조건 별 처리시간 (0~120)에 따른 질소 해리 후 제거효율을 단계적으로 분석하였다. 운전결과, pH 10에서 질소제거율은 각각 99.3%로 가장 높게 나타났으며, 용액의 pH10으로 유지가열 시 85에서 질소제거율은 98.7%, struvite 투입비율 최대 15%에서의 질소제거율이 90%로 높게 나타났다. 가공된 struvite를 양돈분뇨에 투입한 결과 암모니아성 질소제거율은 82.9% 였으며, 돈분뇨에서 재회수된 물질의 XRD 분석 결과 struvite로 나타나가 가공된 struvite가 암모니아성 질소와의 재결합으로 다시 struvite를 형성함으로써 양돈분뇨 내 암모니아성 질소를 회수했다는 것을 확인할 수 있었다. 이러한 결과를 기반으로 판단 할 때, 가축분뇨 정화처리시설에 struvite의 결정화 및 질소 해리공정 적용 시, 생물학적 처리공정으로의 질소 부하를 저감할 수 있으며, 동시에 유용자원인 인의 회수 및 이용을 극대화시킬 수 있어 생물학적 처리공정 규모 축소, 질소 방류수질기준 충족(질소제거효율 증진), 인순환경제 체계 기반구축 등 다양한 환경적경제적 효과를 얻을 수 있을 것으로 판단된다.

키워드(Keywords): 양돈분뇨, 질소 · 인 회수기술, 암모니아성 질소, 해리, struvite 재이용
사사(Acknowledgement)

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