WO2020017895A1 - 소금을 포함하는 물질을 이용한 온실가스 발생이 저감된 가축분뇨 저장 시스템, 해수 담수화 장치를 이용한 온실가스 발생이 저감된 가축분뇨 저장 하이브리드 시스템, 및 이를 이용한 가축분뇨의 온실가스 발생량 저감 방법 - Google Patents

소금을 포함하는 물질을 이용한 온실가스 발생이 저감된 가축분뇨 저장 시스템, 해수 담수화 장치를 이용한 온실가스 발생이 저감된 가축분뇨 저장 하이브리드 시스템, 및 이를 이용한 가축분뇨의 온실가스 발생량 저감 방법 Download PDF

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WO2020017895A1
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livestock manure
salt
greenhouse gas
livestock
slurry
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PCT/KR2019/008852
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Inventor
김동훈
임성원
신상룡
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인하대학교 산학협력단
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D53/00—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
    • B01D53/34—Chemical or biological purification of waste gases
    • B01D53/46—Removing components of defined structure
    • B01D53/72—Organic compounds not provided for in groups B01D53/48 - B01D53/70, e.g. hydrocarbons

Definitions

  • the present invention relates to a livestock manure storage system in which greenhouse gas generation is reduced and a method for reducing greenhouse gas generation amount of livestock manure using the same, and specifically, a livestock manure storage system and a greenhouse gas in which livestock manure is reduced using a salt-containing material. It is related with the generation amount reduction method.
  • GHG emissions from the livestock industry account for about 15.5% of the total industry, which is the second highest after the 30% of power generation.
  • the amount of greenhouse gases emitted during livestock manure storage and processing accounts for 50% of the amount emitted from the livestock industry, the necessity of technology for reducing livestock manure-derived greenhouse gases is increasing.
  • Greenhouse gases emitted from livestock manure are methane (CH 4 ), carbon dioxide (CO 2 ), and nitrous oxide (N 2 O). Among these, the emissions of methane (CH 4 ) are next to carbon dioxide, and contribute to global warming. It is known to be a high gas. Methane (CH 4 ) from livestock manure is released by the activity of archaea in livestock manure.
  • Archaea is known to live mainly in absolute anaerobic conditions where oxygen in the air cannot penetrate while livestock manure is stored inside or outside the barn, and is known to be greatly affected by environmental changes such as pH and temperature.
  • the main focus is on the acidification of livestock manure to reduce the methane (CH 4 ) emissions generated during the storage of livestock manure.
  • Acidification of livestock manure is a technology that can suppress the methane emitted from livestock manure by lowering the pH of the habitat environment where methane-producing archaea can grow and be active, but the main purpose of commercialization in Denmark is It is a technique to prevent the release of ammonia (NH 3 ) from livestock manure for composting.
  • NH 3 ammonia
  • the most commonly used pH control agent is sulfuric acid, which is inexpensive.
  • sulfuric acid is dangerous to use and manage as a harmful substance to humans.
  • hydrogen sulfide (H 2 S) hydrogen sulfide
  • methyl There may be a problem that a gas causing various environmental pollution occurs through the emission of mercaptan ((CH 3 ) SH) and the like.
  • Embodiments of the present invention are not limited to the above-mentioned technical problems, and other technical problems not mentioned will be clearly understood by those skilled in the art from the following description.
  • the method for reducing greenhouse gas emissions of livestock manure supplies livestock manure generated in a barn to a storage tank, wherein the storage tank selects any one selected from the group consisting of salt, a solid containing salt, and a liquid containing salt. It may include supplying a material containing a species or two or more salts, and mixing the livestock manure and the material containing the salt to form a livestock manure mixing slurry.
  • the livestock manure storage system may include a processing tank for forming livestock manure mixing slurry and a storage tank supplied with the livestock manure mixing slurry from the processing tank.
  • the livestock manure storage hybrid system is a seawater desalination apparatus for receiving fresh water and brine wastewater, and the livestock manure mixed slurry from the brine wastewater flowing out of the seawater desalination apparatus and the livestock manure supplied from the barn It may include a reservoir that is stored in the form.
  • the method for reducing the greenhouse gas generation amount of livestock manure and the livestock manure storage system it is possible to effectively reduce the greenhouse gas generation amount without using dangerous substances and generating harmful by-products in an environmentally friendly manner.
  • a method of reducing greenhouse gas emissions of livestock manure and a livestock manure storage hybrid system improve efficiency of reducing greenhouse gas emissions by recycling brine wastewater having high salt (Na +) content generated from a seawater desalination system. Can maintain the system environmentally and economically.
  • 1 is a schematic diagram of a livestock manure storage system is reduced greenhouse gas generation using salt according to the first embodiment.
  • FIG. 2 is a schematic diagram of a livestock manure storage system is reduced greenhouse gas generation using salt according to the second embodiment.
  • FIG. 3 is a schematic diagram of a livestock manure storage hybrid system is reduced greenhouse gas generation using the brine wastewater according to the third embodiment.
  • FIG. 4 is a schematic diagram of a livestock manure storage hybrid system is reduced greenhouse gas generation using the brine wastewater according to the fourth embodiment.
  • Figure 5 is a graph showing the amount of non-CO 2 greenhouse gas measured over time while varying the salt usage.
  • FIG. 6 is a graph showing the amount of non-CO 2 greenhouse gas measured over time while varying the amount of brine wastewater.
  • FIG. 1 is a schematic diagram of a livestock manure storage system 1 according to one embodiment.
  • the livestock manure storage system 1 includes a reservoir 30 for storing livestock manure 12 occurring at the livestock house 10.
  • the barn 10 may be a barn such as pigs, barns, broilers, laying hens, etc. and provides livestock manure to the storage tank (30).
  • Livestock manure 12 may be supplied to the reservoir 30 by a pump or natural flow.
  • Salt is supplied from the salt reservoir 20 to the livestock manure 12 in the reservoir 30.
  • the salt may consist only of pure NaCl, or may be a solid or liquid containing other metal ions such as magnesium and potassium together with sodium or anions such as sulfate along with chlorine. Therefore, the salt storage unit 20 may be a pure salt, a solid containing salt or a liquid containing salt, these may be used in one or two or more kinds.
  • the transported livestock manure 12 and salt (Na + ) is mixed to form a livestock manure mixed slurry and stored in the storage tank (30). It is possible to reduce the amount of greenhouse gases generated in livestock manure 12.
  • Mixing of the livestock manure 12 and salt may be mixed so that the salt concentration of the livestock manure mixing slurry is 1 to 13.0 g Na + / L.
  • Agitator 34 may be installed in the reservoir 30 for uniform mixing.
  • salt effectively inhibits the activity of microorganisms in the livestock manure 12, for example, Bacillus subtilis, it is possible to reduce the amount of greenhouse gases compared to livestock manure not mixed with salt. Specifically, the amount of non-CO 2 gas, for example methane gas (CH 4 ) can be significantly reduced.
  • non-CO 2 gas for example methane gas (CH 4 )
  • the amount of greenhouse gas generated can be measured by the low concentration methane gas sensor 35.
  • the reservoir 30 may be either an open reservoir or a closed reservoir.
  • the storage tank 30 may be an underground buried storage tank buried underground below the ground 40. In the case of underground buried storage tank, by reducing the temperature of the storage tank 30 to room temperature or less, it is possible to further suppress the generation of greenhouse gases in the storage tank (30).
  • FIG. 2 is a schematic diagram of a livestock manure storage system 2 according to a second embodiment.
  • the processing tank 50 may be further included between the barn 10 and the reservoir 30. Unlike the first embodiment, part of the livestock manure and salt from the barn 10 is supplied to the processing tank 50 and then mixed in advance to form the livestock manure mixing slurry 52 and then supplied to the storage tank 30 and stored. . As such, when the processing tank 50 is included, the livestock manure and salt may be more uniformly mixed with the livestock manure mixed slurry to be stored in the storage tank 30 to more effectively reduce greenhouse gas generation.
  • the livestock manure of the first portion may be supplied to the processing tank 50 and salt may be supplied thereon, and then, by further supplying and mixing the livestock manure of the second portion, the productivity may be further increased.
  • the processing tank 50 may be equipped with a stirrer 54 to improve the mixing efficiency.
  • FIG. 3 is a schematic diagram of a livestock manure storage hybrid system 3 according to a third embodiment.
  • the livestock manure storage hybrid system 3 further includes a seawater desalination device 100 connected to the reservoir 30.
  • the seawater desalination apparatus 100 receives seawater that is seawater (salt concentration 3.5wt%) to generate fresh water and at the same time generates brine wastewater having a higher salt concentration than seawater.
  • the brine wastewater may have a salt concentration of about 7.0 wt% and the pH may also be 5-6.
  • the brine wastewater may contain 11-12 g Na + / L of salt (Na +), and may contain a large amount of metal ions such as magnesium and potassium, and anions such as chlorine and sulfates.
  • brine wastewater has a higher salt concentration than pure salt, so even small amounts can reduce the amount of greenhouse gases generated in livestock manure.
  • the pH is slightly acidic, it can also help to reduce greenhouse gas emissions.
  • the livestock manure slurry and the brine waste water are mixed, it may be suitable to reduce the greenhouse gas generation amount so that the mixing ratio of the livestock manure slurry: the brine waste water is 100: 10 to 100: 40.
  • FIG. 4 is a schematic diagram of a livestock manure storage hybrid system 4 according to a fourth embodiment.
  • the processing tank 50 may be further included between the livestock house 10 and the reservoir 30. Unlike the third embodiment, after part of the livestock manure slurry from the livestock house 10 and the brine wastewater from the seawater desalination device 100 are supplied to the processing tank 50, they are mixed in advance to form the livestock manure mixing slurry 52. It is supplied to the reservoir 30 and stored. As such, when the processing tank 50 is included, the livestock manure and the brine waste water form a livestock manure mixed slurry more uniformly mixed and stored in the storage tank 30 to more effectively reduce the greenhouse gas generation.
  • the livestock manure of the first portion may be supplied to the processing tank 50, and brine wastewater may be supplied thereon, followed by further supplying and mixing the livestock manure of the second portion to increase productivity.
  • the processing tank 50 may be equipped with a stirrer 54 to improve the mixing efficiency.
  • CH 4 generation according to salt (Na +) concentration was measured using pig slurry obtained from pig barn in livestock manure. Confirmed.
  • TS (total solids) of the pig slurry used in one embodiment of the present invention is about 6% to 10%
  • the storage period in the livestock manure reservoir for 40 days was confirmed, the temperature was maintained at 30 degrees .
  • the amount of CH 4 generated under each condition by adding salt (Na +) to 1 liter of pork slurry so that the salt (Na +) concentration in the pig slurry is 1.0, 3.0, 5.0, 7.0, 9.0, 11.0, and 13.0 g Na + / L. was measured. Occurred on days 0, 3, 6, 11, 15, 19, 21, 25, 28, 31, 34, 37, and 40 days over a 40-day period. The cumulative CH 4 emissions were measured.
  • Table 1 show the results of non-CO 2 greenhouse gas generation according to the amount of salt (Na +) added according to an embodiment of the present invention.
  • Table 1 shows the results of measuring the CH 4 emissions according to the salt (Na +) concentration in the pig slurry.
  • Pig slurry used in this embodiment of the present invention is the same as the above embodiment and stored for 28 days in the livestock manure storage tank to confirm the generation, the temperature was maintained at 30 degrees, the salt concentration of brine wastewater is 11 to 12 g Na + / L.
  • the mixing ratio of the pig slurry and the brine wastewater was 100: 10, 100: 20, 100: 30, and 100: 40 based on the volume, and the amount of CH 4 generated under each condition was measured.
  • the cumulative CH 4 emissions that occurred on days 0, 2, 6, 10, 14, 19, 21, 25, and 28 during the 28 day period were measured.
  • Table 2 show the measurement results of non-CO 2 greenhouse gas emissions according to the amount of brine wastewater added according to the present invention.
  • Table 2 shows the results of measuring CH 4 emissions according to the ratio of brine wastewater in the pig slurry.
  • the use of the pH adjuster as a target is to reduce the generation of a large amount of odor and greenhouse gases generated from livestock manure stored in the reservoir, by applying the conditions identified on the basis of the results of the embodiment of the present invention, the addition of salt or brine water Through this, the same or improved greenhouse gas reduction effect as that of the conventional pH adjuster and the generation of gas such as hydrogen sulfide and methyl mercaptan generated by sulfuric acid can be reduced.
  • the present invention is applicable to the technology of reducing greenhouse gas generated livestock manure.

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Abstract

온실가스 발생량 저감 방법이 제공된다. 온실가스 발생량 저감 방법은 축사에서 발생하는 가축분뇨를 저장조에 공급하고, 상기 저장조에 소금, 소금을 포함하는 고체, 및 소금을 포함하는 액체로 이루어진 그룹에서 선택된 어느 1종 또는 2종 이상의 소금을 포함하는 물질을 공급하고, 상기 가축분뇨와 상기 소금을 포함하는 물질을 혼합하여 가축분뇨 혼합 슬러리를 형성하는 것을 포함한다.

Description

소금을 포함하는 물질을 이용한 온실가스 발생이 저감된 가축분뇨 저장 시스템, 해수 담수화 장치를 이용한 온실가스 발생이 저감된 가축분뇨 저장 하이브리드 시스템, 및 이를 이용한 가축분뇨의 온실가스 발생량 저감 방법
온실 가스 발생이 저감된 가축분뇨 저장 시스템 및 이를 이용한 가축분뇨의 온실가스 발생량 저감 방법에 관한 것으로, 구체적으로 소금을 포함하는 물질을 이용한 온실 가스 발생이 저감된 가축분뇨 저장 시스템 및 가축분뇨의 온실가스 발생량 저감 방법에 관한 것이다.
일반적으로, 축산업에서 배출되는 온실가스 배출량은 전체 산업 분야에서 약 15.5%를 차지하며, 이는 발전 시설 배출량인 30% 다음으로 높은 비율을 차지하고 있다. 또한 가축분뇨 저장 및 처리 과정에서 배출되는 온실가스의 양이 축산업에서 배출되는 양의 50%를 차지하고 있어, 가축분뇨 유래 온실가스의 저감 기술의 필요성이 높아지고 있다.
가축분뇨로부터 배출되는 온실가스는 메탄(CH4), 이산화탄소(CO2), 아산화질소(N2O)가 있으며, 이 중 메탄(CH4)의 배출량은 이산화탄소 다음으로, 지구온난화에 대한 기여도가 높은 가스인 것으로 알려져 있다. 가축분뇨로부터 배출되는 메탄(CH4)은 가축분뇨 내 서식하고 있는 고세균의 활동으로 배출된다.
고세균은 가축분뇨가 축사 내부 또는 외부에 저장되는 동안 공기 중의 산소가 침투될 수 없는 절대 혐기 조건에서 주로 서식하고 pH, 온도 등과 같은 환경의 변화에 큰 영향을 받는 것으로 알려져 있다.
이러한 미생물의 특징을 이용하여 가축분뇨가 저장되는 동안 배출되는 메탄(CH4) 배출량을 줄이기 위해 가축분뇨를 산성화 하는 기술이 주를 이루고 있다.
가축분뇨의 산성화는 메탄을 생성하는 고세균이 성장 및 활동을 할 수 있는 서식 환경의 pH를 낮춰 가축분뇨로부터 배출되는 메탄을 억제할 수 있는 기술이지만, 덴마크에서 상용화되고 있는 기술의 주요 목적은 양질의 퇴비화를 위해 가축분뇨로부터 암모니아(NH3)가 배출되는 것을 막기 위한 기술이다.
또한, 주로 사용하고 있는 pH 조절제는 가격이 가격이 저렴한 황산을 이용하고 있으나, 황산은 인체 유해물질로서 사용 및 관리에 위험성이 있으며, 황산을 산 첨가제로 이용하게 되면 황화수소(H2S), 메틸메르캅탄((CH3)SH) 등의 배출 야기를 통한 다양한 환경오염을 일으키는 가스가 발생하는 문제점이 일어날 수 있다.
가축분뇨로부터 발생되는 온실가스의 발생량을 저감시킬 수 있는 가축분뇨 저장 시스템을 제공하고자 한다.
가축분뇨로부터 발생되는 온실가스의 발생량을 저감시키는 방법을 제공하고자 한다.
실시예들이 이루고자 하는 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
실시예들에 따른 가축분뇨의 온실가스 발생량 저감 방법은 축사에서 발생하는 가축분뇨를 저장조에 공급하고, 상기 저장조에 소금, 소금을 포함하는 고체, 및 소금을 포함하는 액체로 이루어진 그룹에서 선택된 어느 1종 또는 2종 이상의 소금을 포함하는 물질을 공급하고, 상기 가축분뇨와 상기 소금을 포함하는 물질을 혼합하여 가축분뇨 혼합 슬러리를 형성하는 것을 포함할 수 있다.
실시예들에 따른 가축분뇨 저장 시스템은 가축분뇨 혼합 슬러리 형성용 프로세싱 탱크 및 프로세싱 탱크로부터 가축분뇨 혼합 슬러리를 공급받는 저장조를 포함할 수 있다.
실시예들에 따른 가축분뇨 저장 하이브리드 시스템은 해수를 공급받아 담수와 브라인 폐수를 생성하는 해수 담수화 장치 및 상기 해수 담수화 장치로부터 유출되는 상기 브라인 폐수와 축사로부터 공급되는 가축 분뇨가 혼합되어 가축분뇨 혼합 슬러리 형태로 저장되는 저장조를 포함할 수 있다.
실시예들에 따른 가축분뇨의 온실가스 발생량 저감 방법 및 가축분뇨 저장 시스템에 따르면 위험물질을 사용하지 않고 유해한 부산물을 생성하지 않으면서 친환경적인 방법으로 온실가스 발생량을 효과적으로 감축시킬 수 있다.
실시예들에 따른 가축분뇨의 온실가스 발생량 저감 방법 및 가축분뇨 저장 하이브리드 시스템에 따르면 해수 담수화 장치에서 발생하는 소금(Na+) 함량이 높은 브라인 폐수(brine wastewater)를 재활용함으로써 온실가스 발생량 감소 효율을 향상시킬 수 있으며, 친환경적이고 경제적으로 시스템을 유지할 수 있다.
도 1은 제1 실시예에 따른 소금을 이용한 온실가스 발생이 저감된 가축분뇨 저장 시스템의 개략도이다.
도 2는 제2 실시예에 따른 소금을 이용한 온실가스 발생이 저감된 가축분뇨 저장 시스템의 개략도이다.
도 3은 제3 실시예에 따른 브라인 폐수를 이용한 온실가스 발생이 저감된 가축분뇨 저장 하이브리드 시스템의 개략도이다.
도 4는 제4 실시예에 따른 브라인 폐수를 이용한 온실가스 발생이 저감된 가축분뇨 저장 하이브리드 시스템의 개략도이다.
도 5는 소금 사용량을 달리하면서 시간 경과에 따라 측정한 Non-CO2 온실가스 발생량을 나타낸 그래프이다.
도 6은 브라인 폐수(brine wastewater) 사용량을 달리하면서 시간 경과에 따라 측정한 Non-CO2 온실가스 발생량을 나타낸 그래프이다.
이하, 실시예들에 대하여 상세히 설명한다. 실시예는 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 구체적인 예로만 한정되지 않는다.
도 1은 일 실시예에 따른 가축분뇨 저장 시스템(1)의 개략도이다.
도 1을 참고하면, 가축분뇨 저장 시스템(1)은 축사(10)에서 발생하는 가축분뇨(12)를 저장하기 위한 저장조(30)를 포함한다.
축사(10)는 돈사, 우사, 육계사, 산란계사 등의 축사일 수 있으며 가축분뇨를 저장조(30)로 제공한다. 가축분뇨(12)는 펌프 또는 자연적인 흐름에 따라 저장조(30)로 공급될 수 있다.
저장조(30) 내의 가축분뇨(12)에 소금 저장부(20)로부터 소금을 공급한다. 소금은 순수 NaCl로만 이루어질 수도 있고, 나트륨과 함께 마그네슘, 칼륨 등의 다른 금속이온이나 염소와 함께 황산염 등과 같은 음이온 등도 포함하는 고체 또는 액체일 수 있다. 따라서, 소금 저장부(20)에는 순수 소금, 소금을 포함하는 고체 또는 소금을 포함하는 액체가 저장될 수 있으며, 이들은 1종 또는 2종 이상 혼합되어 사용될 수도 있다.
저장조(30)에서는 이송된 가축분뇨(12)와 소금(Na+)을 혼합하여 가축분뇨 혼합 슬러리로 형성하여 저장조(30)에 저장한다. 가축분뇨(12)에서 발생하는 온실가스의 양을 감소시킬 수 있다. 가축분뇨(12)와 소금의 혼합은 가축분뇨 혼합 슬러리의 염 농도가 1 내지 13.0g Na+/L 가 되도록 혼합할 수 있다. 균일한 혼합을 위해서 저장조(30)에는 교반기(34)가 설치될 수 있다.
소금에 의해 가축분뇨(12) 내의 미생물, 예를 들면 고초균의 활성이 효과적으로 억제되기 때문에 소금과 혼합하지 않은 가축분뇨 대비 온실가스의 발생량을 감소시킬 수 있다. 상세하게는 Non-CO2 가스, 예를 들면 메탄 가스(CH4)의 발생량을 현저히 감소시킬 수 있다.
온실가스의 발생량은 저농도 메탄 가스 센서(35)에 의해 측정할 수 있다.
저장조(30)는 개방형 저장조, 밀폐형 저장조 어느 것이라도 가능하다. 상세하게는 온실가스의 발생량을 보다 효과적으로 감소시키기 위해서 저장조(30)는 지면(40) 아래 지하에 매설된 지하 매설 저장조일 수 있다. 지하 매설 저장조의 경우 저장조(30)의 온도를 상온 이하로 저감시킴으로써 저장조(30) 내에서 온실가스가 발생하는 것을 추가적으로 억제할 수 있다.
도 2는 제2 실시예에 따른 가축분뇨 저장 시스템(2)의 개략도이다.
제1 실시예와 달리 축사(10)와 저장조(30) 사이에 프로세싱 탱크(50)를 더 포함할 수 있다. 제1 실시예와 달리 축사(10)로부터 가축분뇨의 일부와 소금이 프로세싱 탱크(50)에 공급된 후 미리 혼합되어 가축분뇨 혼합 슬러리(52)를 형성한 후 저장조(30)로 공급되어 저장된다. 이와 같이 프로세싱 탱크(50)를 포함할 경우 축산분뇨와 소금이 보다 균일하게 혼합된 축산분뇨 혼합 슬러리를 형성하여 저장조(30)에 저장함으로써 온실가스 발생을 보다 더 효과적으로 감소시킬 수 있다.
필요에 따라서는 프로세싱 탱크(50)에 제1 부분의 축산분뇨를 공급하고 그 위에 소금을 공급한 후 다시 제2 부분의 가축분뇨를 추가로 공급하여 혼합하여 생산성을 보다 높일 수 있다.
프로세싱 탱크(50)에는 혼합을 효율을 향상시키기 위한 교반기(54)가 설치될 수 있다.
도 3은 제3 실시예에 따른 가축분뇨 저장 하이브리드 시스템(3)의 개략도이다.
도 3을 참고하면, 가축분뇨 저장 하이브리드 시스템(3)은 저장조(30)와 연결된 해수담수화 장치(100)를 더 포함한다.
해수담수화 장치(100)는 해수(염농도 3.5wt%)인 해수를 공급받아 담수를 생성하고 동시에 해수보다 염 농도가 높은 브라인 폐수를 생성한다. 브라인 폐수는 염 농도가 약 7.0wt% 전후일 수 있으며, pH 또한 5 내지 6일 수 있다.
예를 들면, 브라인 폐수는 11 내지 12 g Na+/L의 소금(Na+)을 포함하고, 마그네슘, 칼륨 등의 금속이온과 염소, 황산염 등과 같은 음이온을 다량 포함할 수 있다.
따라서, 브라인 폐수는 순수 소금보다 염 농도가 높기 때문에 작은 양을 사용해도 가축분뇨에서 발생하는 온실가스의 양을 감소시킬 수 있다. 또한 pH가 약 산성이기 때문에 이 또한 온실가스의 발생량을 감소시키는데 일조할 수 있다.
가축분뇨 슬러리와 브라인 폐수의 혼합시 가축분뇨 슬러리:상기 브라인 폐수의 혼합비율이 100:10 내지 100:40의 비율이 되도록 하는 것이 온실가스 발생량 저감에 적합할 수 있다.
해수담수화 장치(100)에서 발생하는 브라인 폐수의 경우에는 바다 또는 토양에 그대로 방출될 경우 오염원으로 작용할 가능성이 있기 때문에 이를 재활용하여 가축분뇨에서 발생하는 온실가스의 발생을 저감시키는 물질로 사용할 경우 친환경적이고 경제적으로 축산 분뇨 저장 시스템을 유지할 수 있다.
도 4는 제4 실시예에 따른 가축분뇨 저장 하이브리드 시스템(4)의 개략도이다.
도 3을 참조하여 설명한 가축분뇨 저장 하이브리드 시스템(3)과 달리 축사(10)와 저장조(30) 사이에 프로세싱 탱크(50)를 더 포함할 수 있다. 제3 실시예와 달리 축사(10)로부터 가축분뇨 슬러리의 일부와 해수담수화 장치(100)로부터 브라인 폐수가 프로세싱 탱크(50)에 공급된 후 미리 혼합되어 가축분뇨 혼합 슬러리(52)를 형성한 후 저장조(30)로 공급되어 저장된다. 이와 같이 프로세싱 탱크(50)를 포함할 경우 축산분뇨와 브라인 폐수가 보다 균일하게 혼합된 축산분뇨 혼합 슬러리를 형성하여 저장조(30)에 저장함으로써 온실가스 발생을 보다 더 효과적으로 감소시킬 수 있다.
필요에 따라서는 프로세싱 탱크(50)에 제1 부분의 축산분뇨를 공급하고 그 위에 브라인 폐수를 공급한 후 다시 제2 부분의 가축분뇨를 추가로 공급하여 혼합하여 생산성을 보다 높일 수 있다.
프로세싱 탱크(50)에는 혼합을 효율을 향상시키기 위한 교반기(54)가 설치될 수 있다.
이하 실험예를 통하여 상술한 본 발명의 바람직한 구현예를 보다 상세하게 설명한다. 다만 하기의 실험예는 단지 설명의 목적을 위한 것이며 본 발명의 범위를 제한하는 것은 아니다.
실험예 1. 소금을 이용한 가축분뇨 유래 온실가스 발생 억제
소금을 이용한 가축분뇨 유래 온실가스 발생 억제에 있어, 소금 첨가를 통한 가축분뇨 유래 온실가스 저감 확인을 위해, 가축분뇨 중 돼지 축사로부터 얻어지는 돼지 슬러리를 이용하여 소금(Na+)농도에 따른 CH4 발생량을 확인하였다.
본 발명의 일 실시예에 사용된 돼지 슬러리의 TS(총 고형물, total solids)는 약 6% 내지 10%이며, 발생량 확인을 위해 가축분뇨 저장조에서 저장된 기간은 40일이고, 온도는 30도로 유지되었다. 돼지 슬러리 내 소금(Na+) 농도가 1.0, 3.0, 5.0, 7.0, 9.0, 11.0, 및 13.0 g Na+/L이 되도록 돼지 슬러리 1L에 소금(Na+)을 첨가하여 각각의 조건에서 발생하는 CH4의 발생량을 측정하였다. 40일의 기간 동안 0일, 3일, 6일, 11일, 15일, 19일, 21일, 25일, 28일, 31일, 34일, 37일, 및 40일째에 해당하는 날에 발생한 CH4 배출 누적량을 측정하였다.
본 발명의 일 실시예에 따른 소금(Na+)의 첨가량에 따른 Non-CO2 온실가스 발생량 측정 결과를 도 5 및 표 1에 나타내었다.
표 1은 돼지 슬러리 내 소금(Na+) 농도에 따른 CH4 배출량을 측정한 결과이다.
소금첨가량(g Na+/L) Control(0) 1 3 5 7 9 11 13
CH4 배출량(kg CO2 eq./ton TS) 127.4 119.6 111.5 103.7 84.0 61.1 49.5 42.1
Control 대비 CH4 배출량 감소율(%) - 6.1 12.4 18.6 34.0 52.0 61.1 67.0
pH 7.62 7.55 7.49 7.40 7.32 7.28 7.23 7.19
소금(Na+) 첨가량이 증가할수록 CH4의 배출량이 점차적으로 감소하는 것이 확인되었다. 소금을 9.0 g Na+/L의 농도가 되도록 첨가하면 첨가하지 않은 control보다 CH4 배출량이 52% 정도가 감소되었으며, 13.0 g Na+/L으로 첨가할 경우에는 67%가 감소되었다.
실시예 2. 브라인 폐수(brine wastewater)를 이용한 가축분뇨 유래 온실가스 발생 억제
브라인 폐수(brine wastewater)를 이용한 가축분뇨 유래 온실가스 발생 억제에 있어, 브라인 폐수 첨가를 통한 가축분뇨 유래 온실가스 저감 확인을 위해, 가축분뇨 중 돼지 축사로부터 얻어지는 돼지 슬러리를 이용하여 브라인 폐수와의 혼합비율에 따른 CH4 발생량을 확인하였다.
본 발명의 이 실시예에 사용된 돼지 슬러리는 상기 일 실시예와 동일하며 발생량 확인을 위해 가축분뇨 저장조에서 저장된 기간은 28일이고, 온도는 30도로 유지되었으며, 브라인 폐수의 염농도는 11 내지 12 g Na+/L 이었다.
돼지 슬러리와 브라인 폐수의 혼합비율은 부피를 기준으로 100:10, 100:20, 100:30, 및 100:40이 되도록 하고, 각각의 조건에서 발생하는 CH4의 발생량을 측정하였다. 28일의 기간 동안 0일, 2일, 6일, 10일, 14일, 19일, 21일, 25일, 및 28일째에 해당하는 날에 발생한 CH4 배출 누적량을 측정하였다.
본 발명의 이 실시예에 따른 브라인 폐수의 첨가량에 따른 Non-CO2 온실가스 발생량 측정 결과를 도 6 및 표 2에 나타내었다.
표 2는 돼지 슬러리 내 브라인 폐수 혼합 비율에 따른 CH4 배출량을 측정한 결과이다.
브라인폐수 혼합비율 Control(0) 100:10 100:20 100:30 100:40
CH4 배출량(kg CO2 eq./ton TS) 116.0 108.9 106.0 98.4 83.8
Control 대비 CH4 배출량 감소율(%) - 6.3 8.7 15.2 27.8
브라인 폐수 혼합 비율이 증가할수록 CH4의 배출량이 점차적으로 감소하는 것이 확인되었다. 가축분뇨와 브라인 폐수의 혼합비율을 100:30으로 하였을 때, 첨가하지 않은 control보다 보다 CH4 배출량이 15.2% 정도가 감소되었으며, 100:40으로 혼합한 경우에는 27.8%가 감소되었다.가축분뇨를 대상으로 하는 pH 조절제의 사용은 저장조에 저장된 가축분뇨로부터 발생하는 다량의 악취 및 온실가스 발생을 줄이기 위한 것으로, 본 발명의 실시예의 결과를 바탕으로 확인되는 조건을 적용하여, 소금 또는 브라인 워터 추가를 통해, 기존에 사용되는 pH 조절제와 동일하거나 개선된 온실 가스 감축 효과와 황산으로 발생하는 황화수소, 메틸메르캅탄 등의 가스 발생을 줄일 수 있다.
전술한 본 발명의 설명은 예시를 위한 것이며, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 쉽게 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.
본 발명은 가축분뇨 발생 온실가스 저감 기술로 응용 가능하다.

Claims (17)

  1. 축사에서 발생하는 가축분뇨를 지하 매설 저장조에 공급하고,
    상기 저장조에 소금, 소금을 포함하는 고체, 및 소금을 포함하는 액체로 이루어진 그룹에서 선택된 어느 1종 또는 2종 이상의 소금을 포함하는 물질을 공급하고,
    상기 가축분뇨와 상기 소금을 포함하는 물질을 혼합하여 염농도가 3.0 내지 13.0g Na+/L 가 되도록 가축분뇨 혼합 슬러리를 형성하여 상기 소금이 상기 가축분뇨 내의 미생물의 활성을 억제시키도록하는 것을 포함하는 가축분뇨의 온실가스 발생량 저감 방법.
  2. 제1 항에 있어서,
    소금을 포함하는 액체는 브라인 폐수인 가축분뇨의 온실가스 발생량 저감 방법.
  3. 제1 항에 있어서,
    상기 소금을 포함하는 액체는 브라인 폐수이고, 상기 가축분뇨와 상기 브라인 폐수의 혼합시 상기 가축분뇨:상기 브라인 폐수의 혼합비율이 100:10 내지 100:40의 비율이 되도록 하는 가축분뇨의 온실가스 발생량 저감 방법.
  4. 제2 항에 있어서,
    상기 브라인 폐수는 해수의 소금 농도보다 높은 소금 농도를 나타내는 가축분뇨의 온실가스 발생량 저감 방법.
  5. 제4 항에 있어서,
    상기 브라인 폐수는 10 내지 15 g Na+/L의 소금(Na+)을 포함하는 가축분뇨의 온실가스 발생량 저감 방법.
  6. 축사에서 발생하는 가축분뇨를 프로세싱 탱크에 공급하고,
    상기 프로세싱 탱크에 담긴 가축분뇨 슬러리 제1 부분에 소금, 소금을 포함하는 고체, 및 소금을 포함하는 액체로 이루어진 그룹에서 선택된 어느 1종 또는 2종 이상의 소금을 포함하는 물질을 공급하고,
    상기 프로세싱 탱크에 소금을 포함하는 물질을 공급한 후 혼합하여 염농도가 3.0 내지 13.0g Na+/L 가 되도록 가축분뇨 혼합 슬러리를 형성하여 상기 소금이 상기 가축분뇨 내의 미생물의 활성을 억제시키도록 하고,
    상기 프로세싱 탱크로부터 상기 가축분뇨 혼합 슬러리를 지하 매설 가축분뇨 저장조에 공급하여 저장하는 것을 포함하는 가축분뇨의 온실가스 발생량 저감 방법.
  7. 제6 항에 있어서,
    상기 가축분뇨 혼합 슬러리를 형성하기 전에 상기 제1 부분에 가축분뇨의 제2 부분을 상기 프로세싱 탱크에 공급하는 것을 더 포함하는 가축분뇨의 온실가스 발생량 저감 방법.
  8. 제6 항에 있어서,
    소금을 포함하는 액체는 브라인 폐수인 가축분뇨의 온실가스 발생량 저감 방법.
  9. 제6 항에 있어서,
    상기 소금을 포함하는 액체는 브라인 폐수이고,
    상기 가축분뇨 슬러리 제1 부분:상기 브라인 폐수의 혼합비율이 100:10 내지 100:40 이 되도록 하는 가축분뇨의 온실가스 발생량 저감 방법.
  10. 제8 항에 있어서,
    상기 브라인 폐수는 해수의 소금 농도보다 높은 소금 농도를 나타내는 가축분뇨의 온실가스 발생량 저감 방법.
  11. 제10 항에 있어서,
    상기 브라인 폐수는 10 내지 15 g Na+/L의 소금(Na+)을 포함하는 가축분뇨의 온실가스 발생량 저감 방법.
  12. 제1 항 내지 제12 항 중 어느 한 항에 따른 방법을 실시하기 위한 가축분뇨 저장 시스템.
  13. 해수를 공급받아 담수와 브라인 폐수를 생성하는 해수 담수화 장치; 및
    상기 해수 담수화 장치로부터 유출되는 10 내지 15 g Na+/L의 소금(Na+)을 포함하는 상기 브라인 폐수와 축사로부터 공급되는 가축 분뇨가 혼합되어 상기 브라인 폐수가 상기 가축 분뇨 내의 미생물의 활성을 억제시키도록 하는 가축분뇨 혼합 슬러리 형태로 저장되는 저장조를 포함하는 가축분뇨 저장 하이브리드 시스템.
  14. 제13 항에 있어서,
    상기 저장조는 지하 매설 저장조인 가축분뇨 저장 하이브리드 시스템.
  15. 해수를 공급받아 담수와 브라인 폐수를 생성하는 해수 담수화 장치;
    상기 해수 담수화 장치로부터 유출되는 10 내지 15 g Na+/L의 소금(Na+)을 포함하는 상기 브라인 폐수와 축사로부터 공급되는 가축분뇨 슬러리 제1 부분이 공급되고 혼합되어 상기 브라인 폐수가 상기 가축 분뇨 내의 미생물의 활성을 억제시키도록 하는 가축분뇨 혼합 슬러리를 형성하는 프로세싱 탱크; 및
    상기 프로세싱 탱크로부터 공급되는 상기 가축분뇨 혼합 슬러리가 저장되는 저장조를 포함하는 가축분뇨 저장 하이브리드 시스템.
  16. 제15 항에 있어서,
    상기 저장조는 지하 매설 저장조인 가축분뇨 저장 하이브리드 시스템.
  17. 제15 항에 있어서,
    상기 가축분뇨 혼합 슬러리를 형성하기 전에 상기 제1 부분에 가축분뇨 슬러리의 제2 부분을 상기 프로세싱 탱크에 공급하는 것을 더 포함하는 가축분뇨 저장 하이브리드 시스템.
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Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100902495B1 (ko) * 2008-01-01 2009-06-16 서희동 해양 심층수로부터 생산된 간수를 이용하여 유기성폐기물의 퇴비화방법
KR20150122335A (ko) * 2014-04-23 2015-11-02 이재성 분뇨처리시스템 및 이를 이용한 분뇨처리방법
KR20170002713U (ko) * 2017-07-10 2017-07-28 박성철 해수담수화 기술을 활용하여 돼지 배설물 처리 및 고농도 액비 생산 방법
KR200484792Y1 (ko) * 2016-04-25 2017-10-26 하용수 소 분뇨 처리 장치
KR20170123441A (ko) * 2016-04-29 2017-11-08 대우조선해양 주식회사 조수기의 폐해수를 이용한 오폐수 처리장치

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100902495B1 (ko) * 2008-01-01 2009-06-16 서희동 해양 심층수로부터 생산된 간수를 이용하여 유기성폐기물의 퇴비화방법
KR20150122335A (ko) * 2014-04-23 2015-11-02 이재성 분뇨처리시스템 및 이를 이용한 분뇨처리방법
KR200484792Y1 (ko) * 2016-04-25 2017-10-26 하용수 소 분뇨 처리 장치
KR20170123441A (ko) * 2016-04-29 2017-11-08 대우조선해양 주식회사 조수기의 폐해수를 이용한 오폐수 처리장치
KR20170002713U (ko) * 2017-07-10 2017-07-28 박성철 해수담수화 기술을 활용하여 돼지 배설물 처리 및 고농도 액비 생산 방법

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